Книги, научные публикации Pages:     | 1 | 2 | 3 | -- [ Страница 1 ] --

С.И. КОРЯГИН С.И. КОРЯГИН И.В. ПИМЕНОВ, В.К. ХУДЯКОВ И.В. ПИМЕНОВ, В.К. ХУДЯКОВ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ МАТЕРИАЛОВ Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений технических специальностей Калининград 2000 Калининград 2000 3 УДК 678.5.046.364 Сергей Иванович Корягин Иван Владимирович Пименов Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. Способы обработки материалов: Владимир Константинович Худяков Учебное пособие / Калинингр. ун-т - Калининград, 2000. - 448 с. - ISBN 5- 88874-152-3. СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ Изложены способы обработки конструкционных материалов, приводятся ос- Учебное пособие новные сведения из области применения материалов в различных отраслях тех- ники, а также об изготовлении изделий из них. Лицензия №020345 от 14.01.1997 г.

Предназначено студентам механических факультетов вузов, а также инжене- Редакторы Л.Г. Ванцева, Н.Н. Мартынюк рам и работникам научно-исследовательских институтов. Технический редактор Л.Г. Владимирова Корректор Н.Н. Николаева Оригинал-макет подготовлен И.А. Хрусталевым, А.В. Раковым Авторы: зав. кафедрой машиноведения Калининградского государственного Подписано в печать 2.02.2000 г. Формат 60 х 90 1/16.

университета, заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, Бумага для множительных аппаратов.

доктор технических наук, профессор, член Московской академии естествознания Усл. печ. л. 28,0. Уч.-изд. л. 28,2. Тираж 500 экз. Заказ.

С.И. Корягин;

кандидат технических наук, доцент кафедры машиноведения Ка- лининградского государственного университета В.К. Худяков;

заместитель главы Калининградский государственный университет, администрации Калининградской области, член Российской академии естествен- 236041, г. Калининград, ул. А.Невского, ных наук И.В. Пименов.

Отпечатано в ГИПП Янтарный сказ, 236000, г. Калининград, ул. К.Маркса, 18.

Рецензенты: доктор технических наук, профессор Московского государст венного технического университета им. Н.Э. Баумана, член Московской акаде мии естествознания Р.К. Вафин;

доктор технических наук, профессор Москов ского университета пищевых производств Ф.В. Долинский.

ISBN 5-88874-152-3 й С.И. Корягин, И.В. Пименов, В.К. Худяков, металлов..................................................................... 4.2. Керамика..................................................................... ОГЛАВЛЕНИЕ 4.3. Углеграфитные материалы....................................... 4.4. Минеральные вяжущие вещества и изделия на их основе......................................................................... Введение...................................................................................... Глава 5. Древесные материалы............................................. Раздел I. Основные сведения о материалах......................... 5.1. Натуральные древесные материалы........................ Глава 1. Металлы и их свойства........................................... 5.2. Композиционные древесные материалы................. 1.1. Стали и чугун.............................................................. Глава 6. Клеящие, лакокрасочные и травильные 1.2. Алюминий и его сплавы............................................ материалы................................................................ 1.3. Медь и ее сплавы........................................................ 6.1. Клеящие материалы................................................... 1.4. Олово, свинец и их сплавы........................................ 6.2. Состав и обозначение лакокрасочных материалов 1.5. Прочие металлы (магний, титан, цинк, кадмий).... 6.3. Маслосодержащие лакокрасочные материалы....... Глава 2. Полимеры и материалы на их основе.................... 6.4. Смоляные лаки и эмали............................................. 2.1. Термопластичные полимеры..................................... 6.5. Травильные материалы............................................. 2.2. Термореактивные полимеры..................................... Раздел II. Обработка материалов.......................................... 2.3. Композиционные материалы с волокнистыми Глава 7. Обработка материалов резанием........................... наполнителями........................................................... 7.1. Материалы для режущих инструментов................. 2.4. Композиционные материалы со слоистыми наполнителями........................................................... 70 7.2. Элементы режима резания........................................ 2.5. Композиционные материалы с газообразными 7.3. Образование обработанной поверхности и наполнителями........................................................... 74 стружки....................................................................... 2.6. Металлополимерные каркасные материалы............ 78 7.4. Станки для обработки материалов резанием.......... Глава 3. Резиновые материалы герметики и Глава 8. Обработка металлов и их сплавов резанием........ компаунды.............................................................. 8.1. Обработка сталей и чугунов резанием.................... 3.1. Натуральный и синтетический каучуки................... 8.2. Обработка алюминия и его сплавов резанием........ 3.2. Наполнители, пластификаторы и 8.3. Обработка титана и его сплавов резанием.............. вулканизирующие агенты резин.............................. 8.4. Обработка магния и его сплавов резанием............. 3.3. Резины общего и специального назначения............ 8.5. Обработка тугоплавких материалов резанием....... 3.4. Герметики.................................................................... Глава 9. Обработка неметаллических материалов 3.5. Компаунды.................................................................. резанием................................................................... Глава 4. Неорганические материалы.................................... 9.1. Обработка материалов на основе полимеров.......... 4.1. Неорганические стекла и эмали для защиты 9.2. Обработка древесных материалов............................ 210 14.2. Паяльные припои и флюсы..................................... 9.3. Обработка неорганических материалов................... 216 14.3. Оборудование для пайки......................................... Глава 10. Обработка материалов давлением и 220 14.4. Особенности пайки различных материалов.......... прессованием.........................................................

Глава 15. Склеивание и окраска материалов...................... 10.1. Способы обработки материалов давлением и 15.1. Подготовка материалов к склеиванию и окраске. прессованием........................................................... 15.2. Факторы, определяющие прочность склеивания 10.2. Обработка металлов................................................. и окраски.................................................................. 10.3. Обработка полимерных материалов....................... 15.3. Нанесение клея и формирование клеевого слоя... 10.4. Обработка резиновых материалов.......................... 15.4. Нанесение лакокрасочных покрытий.................... 10.5. Обработка неорганических материалов................. Раздел III. Основы безопасности при обработке 10.6. Обработка древесных материалов.......................... 258 материалов............................................................. Глава 11. Механическая, термическая, химическая и Глава 16. Техника безопасности при обработке гальваническая обработка материалов............... 263 материалов............................................................ 11.1. Механическая обработка материалов.................... 263 16.1. Техника безопасности при обработке материалов 11.2. Обезжиривание материалов.................................... 268 16.2. Техника безопасности при химической и гальванической обработке материалов................. 11.3. Гальваническая обработка металлов...................... 16.3. Техника безопасности при сварке и пайке 11.4. Термическая и химико-термическая обработка материалов............................................................... металлов................................................................... 16.4. Техника безопасности при обработке материалов Глава 12. Физико-химические методы обработки.............. давлением и прессованием..................................... 12.1. Электроэрозионные (электроразрядные) методы 16.5. Техника безопасности при склеивании и окраске обработки................................................................. 16.6. Охрана окружающей среды.................................... 12.2. Электрохимические методы обработки (ЭХО) Список рекомендуемой литературы..................................... 12.3. Ультразвуковые методы механической обработки................................................................. 12.4. Лучевые методы размерной обработки.................. Глава 13. Сварка материалов................................................ 13.1. Способы сварки материалов................................... 13.2. Сварочное оборудование......................................... 13.3. Сварка металлов....................................................... 13.4. Сварка полимерных материалов............................. Глава 14. Пайка материалов.................................................. 14.1. Способы пайки материалов..................................... Вафину и Ф.В. Долинскому - за ценные замечания, советы и активное со трудничество в процессе нашей работы над учебным пособием.

ВВЕДЕНИЕ Обработка материала предусматривает придание ему необходимых размеров, формы, определенных свойств и включает в себя широкий класс следующих процессов: резание, шлифование, давление, прессова ние, термообработка, склеивание, пайка, сварка, оксидирование, сплавле ние, травление, электролиз, глубинное и поверхностное закаливание, об работка взрывом, водоструйная и пескоструйная обработка, обработка то ками высокой частоты, растворение, окрашивание и др.

В период бурного развития техники и технологий будущему специа листу необходимо знать всю гамму этих процессов для грамотного выбо ра того или иного технологического процесса обработки различных мате риалов.

Традиционные и современные технологии обработки материалов опи саны достаточно глубоко во многих книгах и учебниках. Однако значи тельная загруженность студентов не позволяет им охватить большое ко личество литературы, так как в каждой отдельно взятой книге, учебнике или учебном пособии описан один или несколько процессов обработки.

Это затрудняет освоение студентами дисциплины Способы обработки материалов.

Содержание учебного пособия соответствует программе курса Осно вы материаловедения, технологии и обработки конструкционных мате риалов, утвержденной Министерством образования Российской Федера ции.

Авторы отдают себе отчет в том, что их знания по способам обработки материалов не являются идеальными и что не всё в учебном пособии из ложено в лучшей форме. Поэтому они были бы благодарны читателям за все ценные замечания, улучшающие и дополняющие содержание учебно го пособия.

В заключение авторы считают своим долгом выразить глубокую бла годарность рецензентам - докторам технических наук, профессорам Р.К.

рукций: настилы, ограждения, лестничные марши, армату ра и т. д.

Ст. 1 Связевые соединения, требующие высокой вязкости и низкой твердости, анкерные болты, жесткие связи, неответ ственная арматура и т. д.

Ст. 2 Элементы сварных конструкций неответственного на значения, оконные и фонарные переплеты, заклепки, ан Раздел I керные болты. После цементации и нитроцементации для ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ неответственных деталей, работающих на трение с незна чительной нагрузкой Глава 1. МЕТАЛЛЫ И ИХ СВОЙСТВА Ст. 3 В горячекатаном состоянии - для строительных и дру гих расчетных металлических конструкций, подвергаемых сварке в виде сортового, фасонного и листового проката:

1.1. Стали и чугун балки, фермы, обечайки, днища, конструкции подъемных кранов, корпуса сосудов и аппаратов, работающих под дав Сталь - сплав железа с углеродом и неизбежными примесями мар лением, каркасы паровых котлов ганца (0,3Е0,7%), кремния (0,2Е0,4%), фосфора (0,01Е0,05%), серы Цементируемые и цианируемые детали, от которых (0,01Е0,05%) и скрытых примесей (кислорода, водорода и азота), присут требуются высокая твердость поверхности и невысокая ствующих в сталях в очень малых количествах. Обычные сорта стали, прочность сердцевины: валики, поршневые пальцы, толка применяемые в машиностроении, содержат от 0,05 до 1,5% углерода. Для тели, шестерни, червяки и т. д. Детали, изготовляемые хо изменения свойств стали в нее добавляются специальные примеси (леги лодной штамповкой при требовании глубокой вытяжки рующие элементы), в качестве которых выступают в различной пропор- Ст. 4 В горячекатаном состоянии - в сварных, клепаных и болтовых конструкциях повышенной прочности в виде ции: хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, алюминий, мар сортового, фасонного и листового проката, а также для ма ганец, кремний, бор. Режимы закалки и отпуска очень сильно влияют на лонагруженных деталей: валы, оси шестерни, втулки, вкла структуру стали в отвержденном состоянии, из-за чего свойства стали дыши, рычаги, гайки, шайбы, серьги, хомуты, червяки дру резко изменяются.

гие детали как в термически необработанном, так и в Стали подразделяются на: углеродистую (обычного качества, специ улучшенном состояниях. Цементируемые и цианируемые ального назначения, качественная), низколегированную, легированную, детали, от которых требуются высокая твердость поверхно для холодной листовой штамповки и высадки, рессорно-пружинную, для сти и невысокая прочность сердцевины: валики, поршне прокатных валков, отливок.

вые пальцы, упоры, толкатели, шестерни, червяки и т. д.

К стали обыкновенного качества (табл. 1) относится строительный и Окончание табл. конструкционный металл с содержанием углерода до 0,62%, при произ- Марка Назначение водстве которого обычно не предъявляется никаких требований к составу Ст. 5 Арматура, крюки кранов, детали машин, подвергаемые шихты, процессам плавки и разливки.

воздействию небольших напряжений: болты, гайки, валы, Таблица оси, звездочки, рычаги, тяги, арматура, серьги рессор, упо Назначение углеродистой стали обыкновенного качества ры подшипников и другие детали как в горячекатаном, так и в термически обработанном состояниях Марка Назначение Ст. 6 Детали повышенной прочности: оси, валы, клинья, тя Ст. 0 Неответственные нерассчитываемые элементы конст ги, фланцы, стяжные кольца, пальцы траков, зубья бараба нов молотилок и другие детали сельскохозяйственного ма Марка Назначение шиностроения в термически обработанном состоянии 08;

08кп, Без термической обработки - трубки, прокладки, Ст. 7 Средненагруженные детали, подвергаемые повышен 10;

10кп шайбы, бачки, корпуса, диафрагмы, капоты тракторов, ному износу: рессоры, пружины, валы, шестерни, червяки, заклепки, кожуха, ушки, диски, коромысла, ленты звездочки, пальцы траков и другие детали в термически тормозов, крышки, муфты, шпильки, пальцы и другие обработанном состоянии детали высокой пластичности общего машинострое ния.

Применение стали специального назначения и качественной стали После цементации и цианирования - втулки, ушки, представлено в табл. 2 и 3.

коромысла клапана крана автомобиля, оси звеньев це Таблица 2 пи, вкладыши и другие детали, от которых требуются высокая поверхностная твердость и низкая прочность Применение углеродистой стали специального назначения сердцевины 15, 15кп, Без термической обработки после нормализации - Марка Назначение 20, 20кп, элементы трубных соединений, корпуса и клапаны хо Сталь для котлостроения и сосудов, работающих под давлением 25 лодильных аппаратов, патрубки, трубные пучки теп 15К, 20К, Обечайки, фланцы, днища, цельнокованые и свар- лообменных аппаратов и другие детали котлотурбо 22К, 2КГ ные барабаны паровых котлов, корпуса и горловины строения сепараторов, полумуфты, корпуса аппаратов и другие После цементации и цианирования - детали, от ко детали торых требуются высокая поверхностная твердость и невысокая прочность сердцевины: детали автотрак Сталь для мостостроения торного, сельскохозяйственного и общего машино Сварные мостовые конструкции М16С строения 30 и 35 Без термической обработки - оси, рычаги, тяги, Клепаные мостовые конструкции Ст.3 мост.

фланцы, валики и другие малонагруженные детали Автоматная сталь После закалки и низкого отпуска (HRC 30...40) - А12 и А20 Винты, болты, кольца, втулки, оси, шпильки, гайки;

валики, винты, штифты, упоры, кольца, шайбы, оси, мелкие детали швейных, текстильных, счетных, пишу траверсы и другие мелкие детали, к которым предъяв щих машин и приборов;

другие неответственные мало ляются требования повышенной прочности, а также нагруженные детали сложной конфигурации Продолжение табл. Окончание табл. Марка Назначение Марка Назначение сварные детали, подвергаемые термической обработке А30 и А40Г Оси, валики, втулки, кольца, шестерни, пальцы, (гидроцилиндры и др.) винты, болты, гайки и другие детали, работающие при После нормализации или закалки и высокого от повышенных напряжениях и давлениях пуска - тяги, оси, цилиндры, колонны прессов, колен Сталь марки А40Г применяется для изготовления чатые валы, шатуны, крепежные детали, шпиндели, ходовых винтов металлорежущих станков звездочки, тяги, подушки, ободья, серьги, траверсы, валы, бандажи, цилиндры прессов и др.

Таблица После жидкостной цементации - установочные и Назначение углеродистой качественной стали крепежные винты, гайки, звездочки, штифты, диски, шпиндели, втулки, соединительные муфты, оси, серь ги, рычаги и другие детали станков, к которым предъ являются требования высокой поверхностной твердо сти 60, 65, 70, Круглые и плоские пружины различных размеров, 40 и 45 После закалки и отпуска (HRC 40...50) - детали 75, 80 и 85 пружины клапанов двигателя автомобиля, пружины средних размеров несложной конфигурации, к кото- амортизаторов и пр., рессоры, замковые шайбы, диски рым предъявляются требования повышенной прочно- сцепления, эксцентрики, шпиндели, регулировочные сти и твердости, работающие без ударных нагрузок: прокладки и другие детали, работающие в условиях ролики, валики, цапфы, втулки, муфты, фрикционные трения и под действием статических и вибрационных диски, собачки, шпонки, храповики, заглушки, звез- нагрузок, а также прокатные валки (сталь марки 60), дочки, штуцера, рычаги и др. рессоры, пружины и бандажи трамвайных вагонов После улучшения - детали, работающие при не- (сталь марки 70), крановые колеса (сталь марки 75), больших скоростях и средних удельных давлениях: диски сцепления, выпускные клапаны компрессора и шестерни, валы, работающие в подшипниках качения, другие детали (сталь марки 85) шлицевые валики, втулки зубчатых муфт, оси, банда 15Г, 20Г и Без термической обработки - трубки, втулки, жи, шлицевые валики, коленчатые, распределительные 25Г штуцера, вкладыши, шайбы, подмоторные рамы, баш и шестеренные валы, зубчатые венцы маховиков, што маки, косынки, сварные трубы и другие детали.

ки, шпиндели, траверсы, плунжеры, болты, пальцы и После улучшения - для заклепок ответственного звенья траков тракторов, арматура насосов, шатуны, назначения.

хвостовики, цилиндры, коромысла, диски сцепления, После цементации или цианирования - фрикцион валы шахтно-подъемных машин, оправки и другие де ные диски, поршневые пальцы, втулки, пальцы рессор, тали вилки, тяги, кулачковые валики, болты, гайки, винты, После поверхностного упрочнения с нагревом ключи, шайбы, шестерни, червяки и другие малоответ т.в.ч. - детали средних и крупных размеров, к кото ственные детали, от которых требуются высокая по рым предъявляются требования высокой поверхност верхностная твердость и невысокая прочность сердце ной твердости и повышенной износостойкости при вины малой деформации: шестерни, валы, работающие в Окончание табл. подшипниках скольжения при средней окружной ско Марка Назначение рости и др.

Продолжение табл. 3 30Г, 35Г, Распределительные валики, болты, шпильки, вилки 40Г, 45Г, переключения скоростей, валики водяных насосов, 50Г диски трения, шестерни, пальцы звеньев гусениц, валы Марка Назначение муфт сцепления, венцы и ободы маховиков, шатуны, 50 и 55 После нормализации с отпуском и закалки с от тормозные рычаги, оси катков и направляющих колес, пуском - шпиндели, валы, венцы, цапфы, бандажи, ко полуоси, шлицевые, шестеренные и карданные валы, ленчатые валы, эксцентрики, шестерни, муфты, штоки, анкерные болты и другие детали автотракторного и плунжеры, корпуса форсунок, шестеренные валы, мо общего машиностроения, а в холоднотянутом состоя лотки, диски, отвалы, рессоры, пружины, оси сателли нии - болты и гайки высокой прочности тов, коленчатые и распределительные валы, валы зад 60Г, 65Г, Плоские и круглые пружины, рессоры, пружинные него моста, муфты сцепления коробок передач, коро 70Г кольца, шайбы Гровера, подающие и зажимные цанги, мысла толкателей клапана, толкатели клапанов, шату упорные и стопорные кольца и другие детали пружин ны, поршневые пальцы, венцы маховиков, пальцы тра ного типа, от которых требуются высокие упругие свойства и износостойкость;

бандажи, тормозные ба рабаны, скобы, тормозные ленты, детали трансмиссий и дробильных машин, втулки, лопатки вентилятора, погоны и другие детали общего и тяжелого машино 14Г2 Крупные листовые сварные конструкции боль строения, зубья борон, лапы культиваторов, шайбы ших доменных печей, пылеуловителей, воздухо замковые, лапы полольные, лемехи, ножи, звенья цепи нагревателей и др.

элеватора, щеки сошника, кронштейны и другие дета Сталь не снижает пластические свойства до ли сельскохозяйственного машиностроения -70С, при -196С пластичность резко снижается 18Г2 Не склонна к отпускной хрупкости, не флоке Низколегированная сталь обладает по сравнению с углеродистой ста ночувствительна, имеет повышенную стойкость лью повышенной прочностью, пониженной склонностью к старению, хо против коррозии в атмосферных условиях рошей свариваемостью, повышенной износостойкостью и коррозионной Кремнемарганцевая стойкостью в различных газовоздушных средах, морской воде и др. При 12ГС Различные детали сельскохозяйственных ма менение низколегированной стали представлено в табл. 4, легированной шин и автомобилей, изготовляемых методом хо стали - в табл. 5.

лодной штамповки (гибкой, вытяжкой), трубы па Таблица ропроводные высокого давления 16ГС, 17ГС Корпусы аппаратов, днища фланцы и другие Применение низколегированной стали детали паровых котлов и сосудов, а также различ Марка Назначение ные детали, работающие под давлением при темпе Марганцовистая ратурах от -40 до +475С 14Г Детали из круглого, квадратного и полосового проката, а также уголки, балки двутавровые, швел Окончание табл. лерные и фасонные, предназначенные для машино строения и строительства Марка Назначение Продолжение табл. 09Г2С Аппараты и воздухосборники в химическом и нефтяном машиностроении, работающие под Марка Назначение давлением при температурах от -70 до +475С;

де 19Г Сварные магистральные нефтегазопроводы вы тали экскаваторов, листовые сварные конструкции сокого давления диаметром до 820 мм при толщине в котлостроении, детали вагоностроения, различ стенки 6...9 и 9...15 мм.

ные металлоконструкции и ответственные детали При испытании на растяжение в области темпе 10Г2С1 Конструкции повышенной прочности, рабо ратур до -70С не снижает пластические свойства и, тающие при отрицательных температурах следовательно, не проявляет склонности к хрупко 20Г2С Оси, кулачки, карданные и трансмиссионные му разрушению. При -196С пластичность стали валы, ответственные тяжелонагруженные сварные значительно снижается узлы сельскохозяйственных машин. Хорошо свари 09Г2 Детали листовых и сварных конструкций ваго вается нов, доменных печей, воздухонагревателей, аппа 25ГС Сварные валы гидротурбин, сварные цилиндры, ратов химического и нефтяного машиностроения, плиты гидропрессов работающих под давлением и при температурах до 18Х2С, Арматура гладкого и периодического профиля, +450С. Сталь не склонна к тепловой хрупкости и 25Г2С, 35ГС, предназначенная для армирования железобетонных 20ХГ2Ц, 80С конструкций 45Х, 45Х - и 50Х Оси, валы, шестеренчатые валы, кольца, Хромокремнемарганцевая шестерни, втулки, патроны для протягива 14ХГС Электросварные трубы для магистральных га ния, пальцы и другие детали, работающие зопроводов высокого давления на истирание без значительной ударной на Хромокремненикелевая грузки. Сталь марки 50Х - валки горячей 10ХСНД Сварные конструкции, аппараты и сосуды хи прокатки, оси, валы, крупные шестерни, мической промышленности, детали судостроения и редукционные валы, упорные кольца и др.

др.

10Г2 Патрубки, змеевики, трубные пучки, 15ХСНД Сварные и клепаные строительные фермы, ра крепежные детали, фланцы, трубные ре мы сельскохозяйственных машин, конструкции шетки, штуцера и другие, работающие при зданий и сооружений температурах до -70С под давлением в Марганцевованадиевая нефтеперерабатывающем машиностроении 15ГФ Листовые сварные конструкции вагонострое Сварные (толщиной 4 мм) и штампо ния. Сталь хорошо сваривается. Штампуемость ванные детали: подмоторные рамы, косын удовлетворительная ки и др.

Продолжение табл. Таблица Назначение легированной конструкционной стали Марка Назначение 35Г2, 40Г2 Коленчатые валы, полуоси, цапфы, оси, Марка Назначение рычаги сцепления, вилки переключения 15Х, 15ХА, 15ХР, Поршневые пальцы, мелкие шестерни, передач, кожухи, шестерни, кольца, болты, 15ХРА, 20Х и 20ХР оси, толкатели, кулачковые муфты, втулки, поршневые штоки, распределительные ва направляющие планки, шпиндели, плунже лы, карданные валы и др.

ры, оправки, червячные валы, копиры, 45Г2 и 50Г2 Шатуны, полуоси, карданные валы и поршневые кольца, упорные диски и др.

другие валы и оси 30Х, 30ХРА, 35Х, Оси, валы, шестерни, пальцы, втулки, 18ХГ, 18ХГТ, 25ХГТ, Мелкие неответственные детали 35ХРА болты, оправки и другие детали в общем 30ХГТ, 25ХГМ, Шестерни полуосей и коробок передач гру машиностроении 25ХГМ селект, 20ХГР зовых автомобилей, сателлиты, кулаки 38ХА, 40Х, 40ХРА Оси, валы, шестерни, пальцы, втулки, и 27ХГР шарнира переднего ведущего моста грузо шатуны, шатунные болты и гайки, фланцы, вых автомобилей, втулки, червячные валы, рычаги, пиноли, шпиндели, оправки, впу кулачковые муфты, пальцы, шкворни, ко скные клапаны, червячные валы, рейки, нические кольца подшипников диаметром муфты, кривошипы, полуоси, фрикционные 60...250 мм и ролики диаметром до 25 мм, диски, штоки и др., детали в автотрактор шпиндели, торсионные валы и другие дета ном и общем машиностроении;

роторы тур ли бокомпрессоров, коленчатые валы, турбин Сталь марки 30ХГТ в цементованном ные диски, соединительные муфты - в тур состоянии - тяжелонагруженные шестерни бостроении;

высокопрочные трубы - в неф коробки передач и заднего моста грузовых теперерабатывающем машиностроении;

автомобилей;

после улучшения - детали баллоны большой емкости, работающие станков 50ХН Валки горячей прокатки 35ХГ2, 40ХГ, 40ХГР, Полуоси, валы, кулаки, звездочки, 40ХГТР пальцы и другие детали в автотракторном, 20ХГС, 25ХГСА Валики, оси и другие детали, а также сельскохозяйственном и дорожном маши- детали сварных конструкций ностроении. Сталь марки 35ХГ2 - отливки 30ХГС, 30ХГСА, Валики, оси, тормозные ленты моторов, траков гусениц 35ХГСА фланцы, корпусы, обшивки, лопатки ком 33ХС, 38ХС, 40ХС Валы муфт сцепления, рычаги переклю- прессорных машин, работающие при тем чения передач, валы коробок скоростей и пературах до 200С в условиях значитель др. Сталь марки 38ХС - впускные клапаны ных нагружений, крепежные детали, рыча тракторов ги, толкатели, ответственные детали свар 27СГ, 35СГ, 36ГС2 Рычаги, опорные катки, пальцы звеньев ных конструкций (сталь марки 30ХГС), ра и траки гусениц, различные детали дорож- ботающие при знакопеременных нагрузках, ных машин и др. и др.

30ХМ, 30ХМА, Валы, оси, цапфы, втулки, шпильки, 38ХГС Полуоси тяжелонагруженных тракторов 35ХМ, 34ХМ1А шестерни, буры, детали рулевого управле- Окончание табл. ния Продолжение табл. Марка Назначение 14Г2НР, 14ХГ2СР, Шестерни, зубчатые венцы, пальцы, оси, Марка Назначение 15ХГНТА, 15Х2ГН2Т, ролики, шатуны и другие детали станко 15Х2ГН2ТРА, строения, автотракторостроения, горноруд 15ХФ и 20ХФ Шестерни, поршневые пальцы, кулач 15Х2Г2СВА, ного, угольного и других отраслей машино ковые муфты, втулки, червячные валы, ко 25ХГСНТ строения пиры, плунжеры и др.

20ХНМ Шестерни, сателлиты и другие ответст 20Х3Ф Ролики крупногабаритных подшипни венные детали в автомобилестроении ков диаметром до 150 мм.

18Х2Н4В (М) А Наиболее ответственные крупногабарит 40ХФА В улучшенном состоянии - валы, тра ные шестерни, коленчатые валы с поверхно версы, шестерни, работающие при темпера стно упрочненными шейками, шатуны, шес турах до +400С теренчатые валы и другие детали уникально 15НМ и 20НМ, Шестерни, зубчатые венцы, пальцы, оси го оборудования 12ХН2, 12ХН3А, и др.

20ХН4ФА Крупногабаритные шатуны, муфты и 12Х2Н4А, 20ХН3А, Шестерни, шлицевые валы, шпиндели, другие детали 20Х2Н4А, 20ХН, кулачковые муфты, втулки, ролики, шпиль 34ХН3М Диски, цельнокованые роторы и другие 20ХНР, 20ХГНР ки, поршневые пальцы.

детали паровых турбин и компрессоров, ра Сталь марки 20Х2Н4А применяется, кроме того, для изготовления колец диа- ботающие при температурах до 450С;

оси метром 200-250 мм и роликов диаметром эскалаторов, тяжелонагруженные шестерни 60...150 мм для крупногабаритных подшип- и коленчатые валы, полумуфты, муфты и ников другие детали 40ХН, 45ХН, Коленчатые валы, шатуны, шестерни, 40ХН Коленчатые валы, клапаны, шатуны, 30ХН3А, 30ХНР, шестеренчатые валы, шпиндели, червячные крышки шатунов, шестерни, шпильки, муф 40ХНР, 40ХГНР валы, валы муфт сцепления, впускные кла- ты и другие детали в автомобиле-, моторо-, прессо- и станкостроении Классификация листов по способности 30Х2НВА, 38ХН3ВА Валы, шатуны, болты, шпильки и др.

Диски, покрышки, валы и роторы турбин к вытяжке и состоянию отделки поверхности и компрессорных машин, а также другие де- тали, работающие при температурах до Группа 400С, детали редукторов, болты, шпильки и Отделки поверхности Вытяжки т.д. Эти стали являются заменителем стали Холоднокатаные листы марки 34ХН3М ВГ 45ХНМФА Валы, торсионные валы сечением до I Г мм и другие сильно нагруженные детали, Н работающие при резких скручивающих на Окончание табл. грузках Группа Сталь тонколистовая для автомобильных кузовов. Листы изготов Отделки поверхности Вытяжки ляют из качественной малоуглеродистой стали для холодной штамповки ВГ деталей с особо сложной вытяжкой (категория ОСВ) и для штамповки де II Г талей со сложной вытяжкой (категория СВ). Листы изготовляют в терми Н чески обработанном состоянии и в дрессированном виде. По качеству по Горячекатаные листы толщиной до 10 мм верхности листы разделяются на две группы отделки.

III Г Сталь тонколистовая качественная углеродистая конструкцион Н ная поставляется в отожженом, нормализованном, отпущенном и в высо Горячекатаные листы толщиной более 10 мм коотпущенном состояниях. Горячекатаные листы со станов нерперывной IV - прокатки допускается поставлять без термической обработки при соблю дении всех норм по свойствам. Холоднокатаные листы марок 05кп и 08кп Сталь горячекатаная тонколистовая качественная углеродистая для штамповки деталей весьма глубокой вытяжки поставляются по меха конструкционная для автостроения используется для изготовления де ническим свойствам и микроструктуре или по штампуемости, а в необхо талей холодной штамповкой. Листы поставляются в термически обрабо димых случаях и в дрессированном виде. По способности к вытяжке при танном состоянии. Листы, прокатанные на станах непрерывной прокатки, штамповке листы подразделяются на группы: ВГ - весьма глубокой, Г - могут поставляться без термической обработки. Листы из стали 25 и выше глубокой и Н - нормальной вытяжки.

по особым техническим условиям могут быть отожжены на зернистый К листовой стали для весьма глубокой и глубокой вытяжки предъяв перлит.

ляются определенные требования по величине зерна.

По штампуемости листы разделяются на листы глубокой (Г) и нор Сталь листовая конструкционная для авиастроения поставляется в мальной (Н) вытяжки. По состоянию поверхности и штампуемости листы термически обработанном состоянии (отожженной, нормализованной или разделяются на четыре категории: IГ, IIГ, IН, IIН.

высокоотпущенной). Толстые листы, прокатанные на станах непрерывной Сталь тонколистовая легированная конструкционная поставляется прокатки, могут поставляться без термической обработки. Классификация в виде горяче- и холоднокатаных листов в термически обработанном со листов по способности к вытяжке и состоянию отделки поверхности при стоянии: отожженном, нормализованном, нормализованном и отпущен ведена в табл. 6.

ном, высокоотпущенном.

Лента стальная низкоуглеродистая холодной прокатки предназна Таблица чается для штамповки деталей в машиностроении и для изготовления труб и других изделий.

Рессорно-пружинную легированную сталь, характеризующуюся высо- 50ХГ и Рессоры легковых и грузовых автомобилей.

50ХГА Сталь закаливается в масле на твердость HRC кими пределами текучести (упругости) и выносливости при достаточной 58... вязкости и пластичности, применяют для изготовления рессор, пружин, Окончание табл. буферов и других деталей, работающих в условиях динамических и зна копеременных нагрузок (табл. 7).

Марка Назначение и характеристика Таблица Хромомарганцевованадиевая 50ХГФА Ответственные пружины и рессоры легковых Назначение и характеристика стали автомобилей;

пружины, работающие при повы шенных температурах (до 300С);

пружины раз Марка Назначение и характеристика личного назначения, подвергающиеся в процессе Марганцовистая работы многократным переменам нагрузок и тре 55ГС Тормозные шкивы и др.

бующие длительного цикла работы Кремнемарганцовистая Хромованадиевая 55СГ, 60СГ Рессоры толщиной от 3 до 14 мм 50ХФА Клапанные пружины и рессоры легковых авто и 60СГА мобилей;

сальниковые пружины, пружины для сек Кремнистая ционных колец поршня цилиндра, листовые рессо 50С2 и 55С2 Рессоры, подвески, натяжные пружины в авто ры автомобиля, пружины, работающие при повы строении;

рессоры ведущей оси, рессоры, тендера, шенных температурах (до 300С), пружины, под пружины предохранительного и обратного клапана вергающиеся в процессе работы многократным пе в железнодорожном транспорте;

детали, работаю ременам нагрузок и требующие длительного цикла щие на переменный изгиб работы.

60С2 и 60С2А Рессоры, изготовляемые из полосовой стали Сталь малосклонна к росту зерна;

прокаливает толщиной 3...16 мм;

пружины из полосовой стали ся в сечении до 50 мм при закалке в масле толщины 3-18 мм и из пружинной ленты толщиной Хромокремнистая 0,08....3 мм, витые пружины из проволоки диамет 60С2Х Крупные высоконагруженные пружины и рес ром 3...12 мм соры ответственного назначения (рессоры трактора В станокостроении - спиральные пружины из и др.) проволоки диаметром более 6 мм 70С2ХА Высоконагруженные пружины из тонкой пру В автотракторостроении - пружина передней и жинной ленты (пружины часовых механизмов, раз независимой подвески, рессоры, натяжные пружи личных приборов и др.) ны и др. Рессоры и пружины с круглым, квадрат ным и овальным сечением Кроме легированной стали для изготовления рессор и пружин приме Торсионные валы, пневматические зубила и др.

няют углеродистую сталь марок 65, 70, 75, 85.

Максимально допустимая рабочая температура Величина предела текучести в углеродистой стали после окончатель +250С. Сталь после термической обработки обла ной термической обработки должна быть не ниже 800 МПа. Значения от дает высокими пружинящими свойствами носительного удлинения и сужения поперечного сечения, характеризую 63С2А Различные рессоры и пружины.

щие пластичность, должны быть не ниже 5 и 20% соответственно.

70С3А Нагруженные пружины ответственного назна чения. Углеродистая рессорно-пружинная сталь содержит (в %): 0,6Е1,00 С;

Хромомарганцовистая 0,30Е0,80 Mn и 0,15Е0,37 Si. Содержание углерода в легированной ста ли находится в пределах 0,40-0,74 %. Легирование производится преиму- Марка Назначение и свойства 25Л, 30Л Рычаги сцепления, корпусы конечной передачи, щественно кремнием, марганцем и хромом, а для особо ответственных ступицы задних колес, ведущие колеса, ступицы ве деталей вводятся также никель, вольфрам и ванадий.

дущих колес в тракторостроении, корпусы турбин, На предел выносливости стали влияет также состояние поверхности станины прокатных станов и металлорежущих стан образца, так как наружные дефекты могут являться концентраторами на ков, маховики и другие фасонные детали, работаю пряжений и причиной образования усталостных трещин. Обезуглерожи щие при средних статических и динамических на вание поверхности также существенно снижает усталостную прочность грузках;

детали сварнолитых конструкций стали.

35Л, 40Л, Станины, корпусы, детали бурильных труб, лебе Оптимальным пределом твердости для рессор, обеспечивающим мак 45Л док, втулки компрессоров, муфты, тормозные диски, симальный предел выносливости, является HRC 39...44.

шестерни, зубчатые венцы, ведущие и направляющие Упругие и прочностные свойства пружинной стали повышаются при колеса, кожухи, опорные катки, чашки сателлитов, применении изотермической закалки. рычаги, вилки, катки, звездочки и другие детали от ветственного назначения, работающие при средних Для пружин, работающих при повышенных температурах или в корро удельных давлениях и скоростях и подвергающиеся зионно-активных средах, применяют теплоустойчивую и нержавеющую сильному износу сталь разных марок, легированную значительными количествами хрома, 50Л и 55Л Шестерни, бегунки, колеса, зубчатые венцы, зуб никеля, вольфрама и молибдена.

чатые муфты подъемно-транспортных машин, ходо Сталь для холодной высадки изготовляется в виде прутков круглого и вые колеса, валки крупно-, средне- и мелкосортных шестигранного сечений. Выпускается два вида сталей: горячекатаная станов для прокатки мягкого металла. Сталь приме (термически обработанная и без термической обработки, с обычным клас няют после поверхностного упрочнения с нагревом сом точности по допускаемым отклонениям) и калиброванная (зачастую в током высокой частоты (т.в.ч.) шлифованном виде, с 4-м классом точности по допускаемым отклонени 70Л Ходовые колеса диаметром до 1000 мм мостовых ям). Для выпуска применяются следующие марки стали: 10, 25, 30, 35, 40, кранов большой грузоподъемности. Сталь применя 45, 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 40Х, 38ХА, 20Г2, 40ХН, 15ХФ, 20ХФ, 30ХМА, ют после улучшения и поверхностного упрочнения с нагревом т.в.ч.

20ХГСА, 30ХГС.

35ГЛ Диски, звездочки, зубчатые венцы, шкивы, кре Сталь для отливок (табл. 8) предназначается для производства фасон стовины, траверсы, ступицы, вилки, зубчатые колеса, ных деталей, получаемых отливкой в земляные и металлические формы валы, кулачковые муфты, крышки подшипников, (кокили) или методами точного литья.

цапфы, ковши драглайнов, детали экскаваторов, ще Таблица ки дробилок, бандажи бегунов и другие детали дро бильно-размольного оборудования Назначение и свойства стали для отливок 40ГЛ Цепные колеса лебедок и редукторов, шестерни, Марка Назначение и свойства бандажи, зубчатые колеса и другие детали, подвер 15Л, 20Л Мульды разливочных машин, шайбы, крышки гающиеся износу и ударным нагрузкам цилиндров, шлаковые ковши, поддоны, арматура пе Окончание табл. чей, рычаги, педали и другие детали, подвергающие ся действию динамических нагрузок и резким изме Марка Назначение и свойства нениям температуры 20ГСЛ Лопасти гидротурбин с облицовкой листами из Продолжение табл. нержавеющей стали, зубчатые венцы и колеса, втул ки, лопатки, сектора, ролики, рычаги и другие детали повышенной прочности (обыкновенной прочности в < 200 МПа, повышенной прочности в = 30ГСЛ Рычаги, фланцы, сектора, венцы зубчатые ролики 200...380 МПа, высокой прочности в > 38 МПа), по пластичности (непла - обойма и др.

стичный < 1%, малопластичный = 1Е5%, пластичный = 5Е10%, по 40ХЛ Фасонные отливки, отливаемые методами точно вышенной пластичности > 10%). По специальным свойствам чугун под го литья, отливки небольших сечений и другие дета разделяют на износостойкий, антифрикционный, коррозионностойкий, ли в общем машиностроении жаростойкий, немагнитный. Большое влияние на структуру и свойства 35ХМЛ Ответственные нагруженные детали, работающие чугуна оказывают процессы плавки и термической обработки, а также со при повышенных температурах, - пластины пластин держание легирующих элементов.

чатых питателей, крестовины, втулки, зубчатые ко Наличие графитовых включений обеспечивает чугуну по сравнению леса и др. Свариваемость стали ограниченная 35ХГСЛ Зубчатые колеса, звездочки, оси, валы, муфты и со сталью целый ряд существенных преимуществ. Чугун нечувствителен другие ответственные детали, работающие в услови к концентрации напряжений, т.е. наличие отверстий, углов, переходов, ях трения возможных раковин в отливках, пор и неметаллических включений, срав 40Г2Л Нагруженные детали, подвергающиеся износу и нительно мало влияют на реальную конструкционную прочность, в то ударным нагрузкам время как в стальных отливках наличие таких концентраторов напряже 70ХЛ Футеровки шаровых мельниц, бегуны и другие ний значительно снижает механические свойства.

детали Прочность серого чугуна зависит от прочности металлической основы, 25ХГСЛ Детали фонтанной арматуры содержания и формы графитовых включений. Предел прочности при сжа 30ХГСЛ Шестерни, подушки и другие детали, подвер тии в 2-4 раза выше, чем при растяжении, поэтому серый чугун применя гающиеся ударным нагрузкам и износу. Сваривае ют для изготовления деталей машин, работающих преимущественно в ус мость ограниченная ловиях сжимающих нагрузок. Детали, несущие высокие нагрузки, должны 08ГДНФЛ, изготавливаться из серого чугуна, имеющего предел прочности на растя 13ХНАФТЛ, Различные детали для судостроения жение около 250Е300 МПа и модуль упругости 115Е135 ГПа (СЧ 21-40, 12ДН1МФЛ СЧ 28-48, СЧ 32-52). К таким деталям относятся: кронштейны, зубчатые 30ХМЛ Шестерни, крестовины, втулки, зубчатые колеса.

Свариваемость хорошая. Сталь имеет повышенную колеса, базовые и корпусные детали повышенной прочности и износо склонность к холодным трещинам стойкости, станины и салазки станков, шпиндельные бабки, блоки и гиль 35ХН2ВЛ Сильно нагруженные зубчатые венцы и колеса и зы цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, толкатели, другие детали. Сталь имеет повышенную склонность седла клапанов, тормозные барабаны и диски сцепления;

станины, крыш к трещинам и склонна к камневидному излому ки, фланцы, щиты электродвигателей и др. Для изготовления деталей с 25ГСЛ Различные детали машин повышенной прочности пониженными требованиями (крышки, кожухи, патрубки и др.) исполь 35ХНЛ Зубчатые венцы, шестерни, втулки, зубчатые ко зуют серый чугун (СЧ 12-28) с пределом прочности 100Е150 МПа и мо леса экскаваторов дулем упругости 60Е85 ГПа.

27СГТЛ Детали тракторов Ковкий чугун получают графитизирующим отжигом белого чугуна.

Железоуглеродистые сплавы, содержащие свыше 2,11% углерода По своим литейным и механическим свойствам он занимает промежуточ (также легирующие элементы), называют чугуном. Чугун условно под ное положение между серым чугуном и сталью (в = 300Е700 МПа, НВ разделяют на серый (марки С4), ковкий (К4) и высокопрочный (В4), хотя 90Е270). По разнообразию свойств, в зависимости от структуры, ковкий в ряде случаев провести между ними границу очень трудно. По механиче чугун близок к стали и в ряде случаев является полноценным ее замени ским свойствам чугун классифицируют: по твердости (мягкий чугун < HB телем. По сравнению со сталью ковкий чугун обладает повышенной 149, средней твердости НВ 197Е269, твердый > НВ 269), по прочности демпфирующей способностью и малой чувствительностью к наличию Из сплавов алюминия изготавливают полуфабрикаты (листы, прессо концентраторов напряжений. Структура ковкого чугуна обеспечивает вы- ванные профили, поковки и штамповки, прутки, проволоку, фольгу) раз сокую плотность металла. Отливки с толщиной стенки 7Е8 мм выдержи- нообразных форм и размеров.

вают гидростатическое давление до 4 МПа, что позволяет использовать Деформируемые алюминиевые сплавы подразделяются на неупроч ковкий чугун для производства большого ассортимента деталей водо-, га- няемые и на упрочняемые термической обработкой. Механические свой зо- и паропроводных установок. ства неупрочняемых сплавов повышаются за счет легирования. Дополни Ковкий чугун используют в автомобиле-, тракторо-, сельхозмашино- тельное упрочнение эти сплавы могут получать в результате нагартовки строении и других отраслях промышленности для изготовления шестерен, (деформация в холодном состоянии). Однако использование нагартовки муфт, храповиков, рычагов, ступиц, задних мостов, коленчатых валов, де- приводит к снижению пластичности, поэтому после нагартовки применя талей рулевого управления, картеров редукторов, башмаков и др. ют термическую обработку с целью повышения пластичности. К упроч За счет легирования и термической обработки производят чугун с осо- няющим относятся такие сплавы, которые, помимо упрочнения от легиро быми свойствами: чугун с шаровидным графитом (например, ВЧ 45-10), вания, упрочняются также за счет распада пересыщенных твердых рас износостойкий чугун, чугун для работы в условиях абразивного износа творов. Термическая обработка сплавов в этом случае состоит обычно из (ИЧХ12М и др.), в условиях износа при повышенных температурах закалки и старения (естественного или искусственного). Для дополни (Х28Н10 и др.), в условиях сухого трения (например, титаномедистый), тельного упрочнения таких сплавов используют нагартовку, производя ее антифрикционный чугун (АСЧ-1 и др.), жаростойкий (например, ЖЧХ-08, между закалкой и старением. После этих операций возможно применение ЖЧЮ-22), коррозионностойкий (СЧЩ-1 и СЧЩ-2), жаропрочный (на- отжига.

пример, ЧН19Х3М), немагнитный (типа номаг). В зависимости от области применения алюминиевых сплавов к ним предъявляются и соответствующие требования. Для деталей, несущих 1.2. Алюминий и его сплавы большие механические нагрузки, выбираются высокопрочные сплавы, ра Алюминий характерен тем, что его плотность составляет 2,7 т/м3 про- ботающие в условиях растяжения, сжатия, кручения и т.д. Для деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок, основным парамет тив 7,8 для железа и 9,0 для меди.

Сплавы на основе алюминия являются деформируемыми, т.е. получа- ром будет выступать усталость (выносливость) алюминиевых сплавов;

для деталей, работающих под действием статических нагрузок, - долго ются методом прокатки, прессования, ковки и т.д. Алюминиевые сплавы характеризуются высокими тепло- и электропроводностью, хорошей кор- вечность, для заклепок - сопротивление срезу, для электротехнической розионной стойкостью, высокой технологической пластичностью, хоро- промышленности - электропроводность, температурный коэффициент шей обрабатываемостью, резанием и большим разнообразием механиче- электрического сопротивления, коэффициент термического расширения и т.д.

ских, физических, антифрикционных свойств и др.

Сопротивление срезу заклепочной проволоки для некоторых сплавов На основе алюминия выпускаются следующие сплавы: АД, АД1, АМц, приведено в табл. 9.

АМг, АМг5П, АМг3, АМг5, АМг6, Д1, Д1П, Д6, Д16П, Д18, Д18П, АК4, АК41-1, АК6, АК:-1, АК8, В93, В94, В95, В96Ц, В65, ВД17Ю Д20, Д21, Таблица АД31, АД33, АПБА-1, а также спеченная алюминиевая пудра (САП) и спеченные алюминиевые сплавы (САС). Основными легирующими эле Гарантированное сопротивление срезу заклепочной проволоки ментами являются медь, магний, марганец, цинк, кремний, а также титан, хром, берилий, никель, цирконий, железо и др.

Сплав Состояние материала ср, МПа (не менее) проволока заклепки АД, АД1 Нагартованный 0,6 - АМц Термически обработанный 0,7 - Удельное электрическое со- АМг5П Отожженный 1,6 - противление, Оммм2/м Д18П Закаленный и естественно 0,119 0, 114 0, при 20С состаренный 1,9 1, Температурный коэффици- В65 Закаленный и искусственно ент электрического сопро- состаренный 2,5 2, 0,67 0,96 1, тивления, (0Е100С)10- Д1П Закаленный и естественно состаренный 2,4 2, Весьма существенным свойством алюминиевых сплавов является их Д16П Закаленный и естественно коррозионностойкость. Например, чистый алюминий (АД, АД1), сплавы состаренный 2,7 2, АМц, АМг2 и АМг3 обладают высокой коррозионной стойкостью и могут Д19П Закаленный и естественно применяться в морских и тропических условиях. Коррозионная стойкость состаренный 2,7 2, этих сплавов не чувствительна к методам производства полуфабрикатов.

В94 Закаленный и искусственно Сварные соединения этих сплавов по коррозионной стойкости близки к состаренный 2,9 2, Д23 Закаленный и естественно основному металлу. Коррозионная стойкость более легированных сплавов состаренный 3,0 3, АМг5, АМг6 чувствительна к методам производства и условиям эксплуа Механические свойства полуфабрикатов из сплава АМцМ-1 приведены тации. Так, при длительном нагреве их на 60...70С они склонны к корро в табл. 10, а электрические свойства - в табл. 11.

зии под напряжением и межкристаллитной коррозии. Холодная деформа ция усиливает эту склонность. Производство полуфабрикатов при строго Таблица контролируемых условиях обеспечивает им вполне удовлетворительную коррозионную стойкость в условиях эксплуатации. Сварные соединения Механические свойства полуфабрикатов этих сплавов по коррозионной стойкости близки к основному металлу и из сплава АМцМ-1 при 20С не подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением. Одна ко нагрев материала выше 100С после сварки делает его склонным к Вид Состояние В продольном В поперечном межкристаллитной коррозии. Заклепки из сплава АМгП следует ставить в полуфабриката материала направлении направлении конструкцию анодированными в серной кислоте с наполнением анодной в, МПа в, МПа пленки хромпиком. Сплавы АВ, АД31, АД33 и АД35 обладают удовле Полосы толщиной Литой 1,7 1, творительной коррозионной стойкостью. Они не чувствительны к техно 10 мм логическим и эксплуатационным нагревам;

основной металл и сварные Листы толщиной Нагартованный 3,2Е3,3 3,2Е3, 0,5Е1,0 мм соединения не склонны к коррозионному растрескиванию под напряже нием. Сплав АВ из-за наличия в его составе меди обладает меньшей кор Таблица розионной стойкостью, чем сплавы АД31, АД33 и АД35. Удовлетвори тельной коррозионной стойкостью в искусственно состаренном состоянии Электрические свойства полуфабрикатов из сплава АМцМ- обладает сплав АВ, содержащий не более 0,1% Cu.

Сплавы, содержащие в своем составе медь (Д1, Д18, Д3П, Д16, ВД17, Нагартовка Нагартовка Д6, Д19, М40), а также сплавы типа В95 имеют пониженную коррозион Электрические свойства (нагрев - 200С) (нагрев - 300С) ную стойкость.

16 ч 3 ч 6 ч Литейные алюминиевые сплавы (АЛ1, АЛ2ЕАЛ13) имеют ряд осо Охлаждение на воздухе бенностей: повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок;

невысокую линей- рах в интервале 300...500С и в отличие от них он не изменяет свои свой ную усадку;

пониженную склонность к образованию горячих трещин.

ства после длительного (до 10000 ч) нагрева при температурах до 500 С.

В основном используются сплавы на основе: Al-Mg (АЛ8, АЛ27;

вы По коррозионной стойкости САП равноценен чистому алюминию.

сокая коррозионная стойкость, наибольшая удельная прочность и ударная При введении в САП небольшого количества железа и никеля (в сумме вязкость, хорошая обрабатываемость резанием);

Al-Si (АЛ2, АЛ4, АЛ9;

1,2...1,5%) он способен длительно работать в паровоздушной среде при высокие литейные свойства;

повышенная герметичность отливок);

Al-Cu температурах до 350С. Листовой САП можно сваривать контактной (то (АЛ7, содержание меди до 6%;

высокая прочность);

Al-Cu-Si (АЛ3, АЛ10, чечной и роликовой) сваркой;

для этой цели применяют плакирование АЛ14, АЛ15;

простая технология литья, хорошая обрабатываемость реза листов САП сплавом АМц и AЛ.

нием) и др.

САП может свариваться аргонодуговой сваркой, плавлением, если Свойства некоторых алюминиевых сплавов представлены в табл. 12.

брикеты, из которых изготовлены полуфабрикаты, подвергались высоко температурной дегазации. Механическая обработка резанием САП не вы Таблица зывает трудностей;

при этом может быть обеспечен 10-й класс точности.

Спеченные материалы (САС) содержат в своем составе минимальное Механические свойства литейных алюминиевых сплавов количество окиси алюминия, а в качестве легирующих элементов в них используются железо, хром, никель и другие элементы, образующие с Режим Механические свойства при 20С алюминием малорастворимые интерметаллические соединения. Проч Сплав термической НВ в 0,2 в % ность таких материалов достигает значения 400 МПа, а предел текучести обработки МПа - 330 МПа. Прочность САС на 50% выше прочности нелегированных АЛ6 Т2 1,7 1,1 55 САП.

АЛ8 Т4 3,5 1,7 80 Из материалов САП-1 и САП-2 освоено производство тех же полуфаб АЛ27 - 3,6 1,8 90 рикатов, что и из обычных алюминиевых сплавов (листы, профили, АЛ27-1 - 3,8 1,9 - штамповки, фольга, трубы). Максимальный вес прессованного полуфаб АЛ23 - 2,5 1,4 75 АЛ23-1 - 2,6 - 80 12 риката составляет 300...400 кг. Листы изготовляют толщиной 0,8...10 мм, АЛ13 Т2 - 1,1 65 размером 1000х7000 мм.

АЛ22 Т4 2,6 1,8 90 Детали и конструкции, работающие в интервале температур АЛ7 - 2,4 1,6 65 300...500С, могут быть изготовлены из материала САП вместо нержа Т5 2,6 2,0 85 веющей стали. Так, например, корпус колеса вентилятора может быть вы АЛ19 Т4 3.2 1,8 80 полнен из листового материала, а ступица изготовлена штамповкой. Со Т5 3,6 2,5 100 единение деталей осуществляется клепкой. В результате применения САП АЛ11 Т2 2,2 1,5 80 вес вентилятора уменьшается на 25...30%. Большие преимущества полу АЛ24 Т5 2,9 1,8 75 чаются при применении листового и прессованного материала САП в ле АЛ10В Т6 2,8 2,2 100 0, АЛ25 Т1 2,0 1,6 - - тательных аппаратах, где уменьшение веса имеет решающее значение. Из АЛ26 Т2 2,1 1,7 - 0, прутков САП изготовляют штамповки весом от 1 до 150 кг, которые ис АЛ30 Т1 - - - 0, пользуются для работы при температурах до 500С и для кратковремен ной работы (в течение 90...120 с) при температурах газового потока Спеченный алюминиевый порошок (САП) по сравнению с обычными 900...1000С.

алюминиевыми сплавами обладает высокой прочностью при температу Высокая жаропрочность и коррозионная стойкость САП позволяют Медные сплавы обладают высокой тепло- и электропроводностью, вы применять его для изготовления ответственных деталей: вентилей для сокой коррозионной стойкостью во влажной атмосфере, хорошим сопро сжатого воздуха (500), вентилей управляющей системы реактивных дви- тивлением износу без смазки и даже при абразивном износе, низким ко гателей, дроссельных и редукционных клапанов гидравлических и топ- эффициентом трения, хорошей притираемостью в паре с другими более ливных систем самолетов. САП находит также применение в электротех- твердыми металлами. Медные сплавы имеют в от 150 до 900 МПа, удли нической, химической и машиностроительной промышленности. нение до 53% и сужение до 40%. Особенно характерна для них высокая Фольга и тонкая проволока из САП могут найти успешное применение пластичность. Большинство медных сплавов хорошо обрабатывается дав для изготовления конденсаторов и обмотки электродвигателей, работаю- лением, легко поддается обработке резанием, полированию и разнообраз ным покрытиям.

щих в условиях повышенных температур (350...400С).

Медные сплавы являются надежными материалами для работы при Гладкие и ребристые трубы из САП могут быть использованы как теп отрицательных температурах. Прочность и удлинение у некоторых из них лообменники до 500...550С и благодаря высокой коррозионной стойко даже повышаются при понижении температуры до -250С, тогда как сти в агрессивных средах находят применение в нефтяной и химической сплавы, например на основе железа, становятся хрупкими при этих тем промышленности.

Из САП-1 и САП-2 изготовляют компрессорные диски, лопасти вен- пературах.

Недостатками медных сплавов являются их сравнительно высокий тиляторов и турбин, заклепки, из САП-3 и САП-4 - болты, винты и дру удельный вес и низкие свойства при повышенных температурах. Однако в гие детали.

последнее время разработана серия медных сплавов (медно-циркониевые, При низком удельном весе ( = 2,75 т/м3) и сравнительно небольшой медно-хромистые и другие) отличающихся более высокими свойствами стоимости САП является перспективным материалом для изготовления при повышенных температурах. Очень хорошо проявляют себя в работе поршней форсированных двигателей. В больших дизельных поршнях при повышенных температурах вставки и целые прессформы из этих САП вводят только в температурно-нагруженные места. В авиационной и сплавов для литья под давлением высокотемпературных сплавов. Стой автомобильной промышленности из САП-1 и САП-2 изготовляют порш кость таких прессформ выше, чем прессформ из сталей с хромом, вольф невые штоки, небольшие шестерни, лопатки компрессора и ряд других рамом и другими легирующими элементами, так как высокопластичные деталей, работающих при 300...500С.

медные сплавы не чувствительны к термическим напряжениям, поэтому Высокая коррозионная стойкость САП позволяет использовать его в на поверхности медных прессформ не появляется сетка разгара, выводя судостроительной промышленности. Трубы из САП используются и в щая их из строя. По коррозионной стойкости во влажной атмосфере и в атомных реакторах.

воде медь и сплавы на ее основе уступают только благородным металлам.

1.3. Медь и ее сплавы Высокие пластические свойства меди и ее сплавов позволяют полу чать из них полуфабрикаты и изделия весьма сложного профиля, разнооб Медь обладает наивысшей после серебра электропроводностью и теп разной толщины, размеров и т.д. Медные сплавы немагнитны.

лопроводностью, обладает высокой коррозионной стойкостью, хорошо Стандартные медные сплавы имеют обозначения, указывающие на полируется и легко покрывается разнообразными покрытиями, однако принадлежность их к определенной группе сплавов в зависимости от хи плохо обрабатывается резанием, имеет невысокие литейные свойства, что мического состава.

затрудняет изготовление из нее сложных фасонных отливок.

В марке сплава указываются начальные буквы сплавов (Л - латунь, Б - Применяют медь в виде листов, лент, прутков, труб, проволоки, в виде бронза), начальные буквы основных легирующих элементов (например, О порошка для нужд керамики и др.

- олово, - - цинк, Мц - марганец и т.д.), а затем цифры, обозначающие Физические свойства меди очень сильно зависят от примесей.

содержание этих элементов в сплавах.

Например, сплав ЛАЖМц-66-6-3-2 - это латунь (Л) алюминиево Латуни, содержащие примерно до 30% Zn (по структуре это однофаз железисто-марганцовистая, которая состоит из 66% Cu, 6% Al, 3% Fe, 2% ные сплавы), более пластичны;

дальнейшее увеличение содержания цинка Mn, остальное Zn. Буква Л в конце, встречающаяся у некоторых марок повышает прочность латуни (двухфазные сплавы), но ее пластичность латуней, обозначает, что сплав литейный (обычно от деформируемого от резко уменьшается. Другие легирующие элементы (алюминий, марганец, личается повышенным количеством примесей). Бр АЖ9-4 - бронза алю кремний и др.) еще более повышают прочность и твердость латуни, миниевая уменьшая пластичность. Изменение свойств латуни при разном содержа с железом, содержащая 9% Al, 4% Fe и остальное Cu. Бр ОЦС6-6-3 оловя нии цинка и других легирующих элементов объясняется изменением ее но-цинково-свинцовистая бронза, содержащая 6% Sn, 6% Zn, 3% Pb, ос структуры. Латуни, состоящие из -твердого раствора, обладают высокой тальное Cu.

пластичностью;

(+)-латуни имеют высокую прочность и твердость, но Латуни (сплавы меди с цинком).Техническое применение имеют сплавы, содержащие до 50% Zn. Этим сплавам присущи все положитель- пониженную пластичность.

Высокомедистые латуни применяют в тех случаях, где требуется вы ные свойства меди и других медных сплавов, т.е. сравнительно высокие сокая пластичность металла, например, при изготовлении полуфабрикатов электропроводность и теплопроводность (20...50%) при более высокой холодным прессованием. Чем больше меди в латунях, тем выше их элек прочности и лучшие технологические свойства по сравнению с чистой медью. Латунь применяют в виде катаных полуфабрикатов и отливок. По- тро- и теплопроводность и коррозионные свойства. В то же время латуни с повышенным содержанием цинка дешевле, легче обрабатываются реза этому различают деформируемые и литейные латуни. По химическому нием, обладают способностью лучше прирабатываться и противостоять составу латуни разделяются на двойные (простые), т.е. состоящие из меди и цинка, и многокомпонентные (сложные), в состав которых, кроме цин- износу без смазки. Для повышения антифрикционных свойств в латуни вводят свинец. Свинцовистые латуни по обрабатываемости резанием сто ка, входят другие элементы, улучшающие некоторые свойства сплавов.

ят на первом месте среди других медных сплавов. Большинство специ Влияние цинка на механические свойства латуней показано на рис. 1.

альных латуней (марганцовистая и др.) склонно к коррозионному рас в 10 МПа трескиванию под напряжением, поэтому не рекомендуется их применение, % в конструкциях при длительном действии растягивающих нагрузок в сре де аммиака, морской воде и в среде, содержащей углекислоту или серный ангидрид.

Коррозионная стойкость латуней повышается применением покрытий (хромирование, никелирование и др.) Не рекомендуется применение латуни в контакте с железом, алюмини ем и цинком.

Оловянные бронзы - это такие медные сплавы, у которых основным легирующим элементом является олово. В состав оловянных бронз входят также цинк, свинец, фосфор, никель.

Оловянные бронзы применяют в тех случаях, когда требуется высокая коррозионная стойкость в сочетании с достаточной прочностью (различ ная водяная и морская арматура). Эти бронзы отличаются также высоки ми антифрикционными свойствами, т.е. небольшим износом, малыми Рис. 1. Влияние цинка на механические свойства значениями коэффициентов трения и хорошей притираемостью в паре, медно-цинковых сплавов например со сталью. В этом отношении они не имеют себе равных среди таллы, цинковые, легкие сплавы, пластмассы, прессованное дерево и др.) медных сплавов. Благодаря хорошей теплопроводности и сравнительно не могут обеспечить равноценную службу.

высоким механическим свойствам изделия из оловянных бронз могут хо- Литейные оловянные бронзы чаще всего получают путем переплавки рошо служить в качестве подшипниковых деталей при высоких скоростях отходов и лома и применяют главным образом для получения пароводя вращения и довольно значительных удельных нагрузках без заеданий. ной (герметичной) арматуры, работающей под давлением, и для отливки В отечественных оловянных бронзах содержится 2...4% Sn, 2...15% Zn, антифрикционных деталей (втулки, подшипники, вкладыши, червячные 1...30% Pb, до 3% Ni. Повышение содержания олова до 12% увеличивает пары и др.).

предел прочности и текучести и твердость, но при этом уменьшается уд- Все бронзы хорошо паяются мягкими припоями, однако их сваривае линение и ударная вязкость (рис. 2). мость затруднена (особенно многокомпонентных оловянных бронз).

Деформируемые оловянные бронзы содержат 4Е8% олова и добавки фосфора, цинка и свинца. Они выпускаются в виде прутков, труб, лент и в, МПа проволоки в твердом, полутвердом и мягком (отожженном) состоянии.

Высокие механические, физические и антифрикционные свойства в сочетании с удовлетворительной электропроводностью, а также высокая коррозионная стойкость делают деформируемые оловянные бронзы неза менимым материалом для изготовления пружин и пружинистых деталей в машино- и приборостроении, в авиационной и химической промышлен ности. Наиболее высокие упругие свойства у фосфористых бронз. Элек тропроводность оловянных бронз меньше, чем у чистой меди на 50Е60%, но выше, чем у всех других медных сплавов одинаковой прочности. Наи более существенным показателем деформируемых оловянных бронз явля ется высокая усталостная прочность в коррозионных средах.

Безоловянные (специальные) бронзы - это медные сплавы, содержа щие в качестве легирующих элементов Al, Ni, Si, Mn, Fe, Cd, Be, Cr и др.

Название бронзы определяется легирующими элементами. Они имеют Рис. 2. Механические свойства литых медно-оловянных высокие механические, антикоррозионные и антифрикционные свойства, сплавов в зависимости от содержания олова а также ряд специальных свойств (высокую электропроводность, тепло проводность, жаропрочность). Наибольшее распространение в различных Цинк повышает механические свойства и жидкотекучесть малооло отраслях машиностроения получили алюминиевые бронзы. В зависимости вянных бронз, облегчает сварку и пайку. Свинец улучшает антифрикци от структуры и процентного содержания алюминия (до 14%) бронзы мо онные свойства и обрабатываемость резанием, но понижает механические гут быть одно-, двух- и многофазными. Однофазные сплавы имеют высо свойства. Добавка никеля измельчает зерно, повышает механические кие пластичные свойства и хорошо обрабатываются давлением в холод свойства и улучшает структуру оловянно-свинцовых бронз. Фосфор по ном и горячем состоянии. Двухфазные сплавы отличаются повышенной вышает антифрикционные свойства, износоустойчивость и жидкотеку прочностью, но имеют пониженную пластичность, поэтому могут быть честь бронз, но при содержании более 0,02% понижает механические обработаны давлением только в горячем состоянии. Алюминиевые брон свойства. Оловянные бронзы делятся на литейные и деформируемые. Они зы трудно паяются.

сравнительно дефицитны, и поэтому их рекомендуется применять только в тех случаях, когда заменители (безоловянные бронзы и латуни, биме Кремнистые бронзы содержат кремний (1Е3%), а также никель, цинк, изменениями, в результате которых олово рассыпается в порошок. Кон свинец и марганец. Они отличаются высокими механическими свойства- такт белого олова с серым ускоряет процесс перехода олова из пластич ми, высокой упругостью и выносливостью, коррозионной стойкостью, ной в хрупкую модификацию.

антифрикционными свойствами, немагнитны, удовлетворительно свари- Введение в олово небольших добавок сурьмы, свинца, мышьяка, меди, ваются, паяются и обрабатываются резанием, хорошо обрабатываются золота, никеля, и особенно висмута, резко снижает температуру и ско давлением.

рость превращения - в -олово (0,05% висмута и 0,1% сурьмы практиче Бериллиевые бронзы (1,7Е2,5% Ве) являются наиболее дорогими и ски полностью предотвращают этот переход). Наоборот, введение в олово дефицитными из всех медных сплавов, обладают высокой химической германия, цинка, алюминия, теллура, марганца, кобальта и магния увели стойкостью, износоустойчивостью и упругостью в сочетании с прочно- чивает скорость превращения. Серое олово можно перевести в белое пе стью и твердостью, равной свойствам легированных сталей.

реплавкой.

В качестве жаропрочных бронз применяют марганцевые (Бр.Мц5) и Свинец - пластичный металл белого цвета с низкой температурой хромистые (Бр.Х0,5) бронзы. Кадмиевые бронзы используют для изготов- плавления. Свинец хорошо сплавляется с другими металлами, легко нано ления токоснимающих щеток, проводов и других деталей, требующих вы- сится в расплавленном состоянии или электролитически на различные ме сокой электропроводности и жаропрочности материала. Свинцовистые таллы, хорошо поглощает вибрацию и звук, обладает хорошими смазы бронзы (например, Бр.С-30) применяют для заливки подшипников (вкла- вающими и антифрикционными свойствами, низкой проницаемостью для дыши, втулки), способных работать при высоких удельных давлениях до радиоактивных излучений. Образующаяся на поверхности свинца тонкая 15 МПа, высоких температурах до 350С и скоростях до 4Е5 м/с. плотная окисная (а также сульфатная, карбонатная, хроматная) пленка хо рошо защищает его от коррозии. Свинец стоек во внешних условиях (в том числе и в земле), в серной и других кислотах, в контакте со многими 1.4. Олово, свинец и их сплавы металлами. Стойкость в агрессивных средах повышается добавкой в сви Олово - пластичный металл белого цвета с низкой температурой плав- нец сурьмы, олова, серебра, кальция, мышьяка, теллура и меди.

Благодаря высокой коррозионной стойкости и хорошей обрабатывае ления. Высокая коррозионная стойкость на воздухе и в некоторых агрес мости давлением свинец широко используется в химической аппаратуре сивных средах, нетоксичность, хорошая адгезия со многими металлами для облицовок различных резервуаров, ванн и др. Свинец является одним обусловливают широкое применение олова для защитных покрытий.

из лучших материалов для уплотнителей, сальников и прокладок, рабо Олово стойко в нейтральных растворах солей, разбавленных растворах тающих в широком интервале температур. Из свинца изготавливают кор слабых щелочей, уксусной кислоте, молоке и фруктовых соках, в пресной и морской воде. Наибольшее количество олова используется для защит- розионно-стойкие оболочки для кабелей, а благодаря низкой температуре ных покрытий железа, меди и их сплавов (особенно в пищевой промыш- плавления свинец применяют для производства плавких предохранителей, бойлерных пробок и др. Способность к поглощению звука и вибраций де ленности). Оловянные покрытия хорошо защищают медные провода от воздействия серы, содержащейся в резине. Олово также широко приме- лает свинец ценным материалом для различного рода демпфирующих устройств (например, опорных плит на мостах). Свинец широко применя няют для производства припоев, баббитов, бронз и легкоплавких сплавов.

ется в качестве легирующего элемента для стали, меди и других металлов Пластичное белое олово () устойчиво при температурах от точки за с целью придания им антифрикционных свойств. Свинцово-серебряные твердевания до 13,2С, а хрупкое серое олово () образуется ниже этой сплавы являются хорошим протектором для стальных изделий, работаю температуры. При отрицательных температурах происходит превращение щих в солесодержащих водах. Свинец токсичен, и его содержание в воз белого олова в серое с достаточно низкой скоростью. Самопроизвольное духе не должно превышать 0,01 мг/м3. Полуфабрикаты свинца выпуска разрушение оловянных изделий на холоде называют лоловянной чумой, ются в виде листов (толщиной 0,2Е15 мм, шириной 500 и 600 мм и дли так как переход в -модификацию сопровождается большими объемными ной 750Е1200 мм), труб (с толщиной стенок 2Е10 мм и наружным диа- коррозии детали из магниевых сплавов оксидируют, окрашивают или сма метром 15Е170 мм) и фольги. зывают маслом или наносят неорганические пленки. Во избежание кон Для заливки вкладышей подшипников различных машин используют тактной коррозии не рекомендуется непосредственный контакт деталей из баббиты - мягкие антифрикционные сплавы на оловянной и свинцовой магниевых сплавов с деталями из сплавов алюминия, меди, никеля, стали, основах (например, Б83 - 83% олова, остальное свинец). Для повышения благородных металлов, а также с деревом и текстолитом (для стыковки твердости и ударной вязкости в состав баббитов вводят различные леги- используются изоляционные прокладки - фибра, пропарафиненная бумага рующие элементы: сурьму, медь, мышьяк, кадмий, никель, теллур, маг- и др.).

ний.

Температура литья магния 650Е710С, он очень ковок и пластичен, при температуре 230Е480С хорошо обрабатывается давлением, темпе 1.5. Прочие металлы (магний, титан, цинк, кадмий) ратура прессования - 400Е440С, прокатки - 480Е470С, отжиг осуще ствляется при 340С в течение 30 мин, охлаждение на воздухе.

Магний и сплавы на его основе имеют малую плотность (1,76Е1, При производстве магниевых сплавов в качестве легирующих элемен т/м3) при сравнительно высоких механических свойствах (табл. 13), что тов выступают: марганец (марка МА1, МА8), алюминий и цинк (МА2, позволяет использовать их в качестве конструкционных материалов лег МА3, МА5), а также кальций, цирконий, кадмий, неодим, серебро.

ковесных машин и оборудования (деталей двигателей мотоциклов и авто Чистая поверхность, легко получаемая при обработке резанием, делает мобилей, отбойных молотков и т.п.), а способность хорошо противостоять деформируемые магниевые сплавы пригодными для изготовления грави ударам позволяет применять их для колес автомобилей, самолетов, ору ровальных плит, механическая обработка которых стоит дешевле таких дий и др.

же плит, изготовленных из других материалов.

Хорошая травимость магниевых сплавов делает их пригодными для Таблица изготовления клише, дающих более четкие отпечатки по сравнению с другими применяемыми для этой цели металлами.

Механические свойства литого Магниевые сплавы обладают наибольшей износоустойчивостью по и деформированного магния при 20С сравнению с другими металлами, применяемыми и для изготовления пе чатных форм в полиграфии. Благодаря мелкозернистой структуре листов Состояние материала НВ Е, ГПа G, ГПа в, МПа из деформируемых магниевых сплавов значительно повышается качество Литой магний печатных форм.

Отдельно литые образцы 15 300 45 Большим преимуществом деформируемых магниевых сплавов являет Деформированный магний ся их незначительная деформация при многократных нагревах и охлажде Прессованные прутки 200 400 45 ниях. Линейные размеры цинка изменяются уже при 150С и весьма зна Листы холоднокатаные 260 500 45 - чительно при 250С, в то время как линейные размеры деформируемых Листы отожженные 190 400 45 - Поковки 173 - - - магниевых сплавов при указанных температурах почти не изменяются.

Скорость травления пластин из деформируемых магниевых сплавов в Магниевые сплавы исключительно хорошо обрабатываются резанием азотной кислоте вдвое больше скорости травления цинка.

(детали оптических приборов с исключительно тонкими стенками, мелкой Применение деформируемых магниевых сплавов в полиграфической резьбой и др.), они очень чувствительны к знакопеременным нагрузкам, промышленности приводит также к экономии большого количества дефи поэтому при конструировании деталей следует избегать резких переходов цитного свинца.

сечения, острых надрезов, образования пазов и карманов. Для защиты от Характеристика выпускаемых промышленностью полуфабрикатов из деформируемых магниевых сплавов приведена в табл. 14. Полуфабрикат Размер Марка сплава В каком виде Таблица 14 поставляются Поковки Весом до МА1 и МА2 Без термической об Полуфабрикаты из деформируемых магниевых сплавов, 100 кг МА3 работки производимые в промышленном масштабе МА5 Отожженные ВМ65-1 Закаленные, под вергнутые искусст Полуфабрикат Размер Марка сплава В каком виде венному старению поставляются Прутки Диаметр до МА1, МА2 и Горячепрессованные 200 мм МА8 без термической об Титан имеет следующие основные преимущества по сравнению с работки другими конструкционными металлами: малый удельный вес (плотность МА3 Отожженные 4,42Е4,52 г/см3), высокие механические свойства в широком интервале МА5 Закаленные или горя температур, отсутствие хладноломкости и хорошую коррозионную стой чепрессованные кость. Титан в виде тонкой стружки (например, при обработке тупым ре ВМ65-1 Подвергнутые искус жущим инструментом) может гореть на воздухе или в атмосфере азота.

ственному старению Высокая химическая активность титана при плавке требует применения Полосы Толщина МА1, МА2, Горячепрессованные специального оборудования, в том числе и вакуумирования.

20...40 мм, МА2-1 и МА Для придания титану требуемых свойств сплавы его легируют не ширина большим количеством металлов платиновой группы (для повышения кор до 800 мм ВМ65-1 Подвергнутые искус розионной стойкости), а также алюминием, молибденом, ванадием, мар ственному старению ганцем, хромом, оловом, железом, цирконием, ниобием.

Профили Поперечное МА1 и МА8 Горячепрессованные Титановые сплавы выпускают в виде листов, прутков, труб, проволо сечение ки, чушек. Титановые сплавы низкой и средней прочности (ВТ1-00, ВТ1, от 1 до ОТ4-0, ОТ4-1, ОТ4) обладают хорошей штампуемостью в холодном со 100 см2, длина стоянии. Титановые сплавы повышенной прочности (ВТ4, ВТ5-1, ВТ14, 6...8 м ВТ15 с в вплоть до 1,3 ГПа) обладают высокой упругой отдачей штам ВМ65-1 Подвергнутые искус пуемого материала и высоким остаточным напряжением в готовых изде ственному старению лиях, поэтому при штамповке осуществляют нагрев деформируемого ма Листы Толщина МА1 и МА8 Отожженные или по 0,8...10 мм, лунагартованные териала, а также межоперационный отжиг при температуре 600Е750С.

ширина до Цинк - пластичный металл голубовато-белого цвета с низкой темпе 1200 мм, дли ратурой плавления (420С), обладающий хорошими литейными свойства на до 3000 мм ми и сравнительно высокой стойкостью на воздухе и в пресной воде.

Плиты Толщина МА8 и МА2-1 Горячекатаные без Цинк легко прессуется, штампуется, прокатывается и протягивается. Око 11...32 мм, термической обра ло половины выпускаемого цинка используется для защитных покрытий ширина до ботки сталей, а также в качестве протекторов для катодной защиты стальных 1000 мм, дли сооружений. Цинк имеет высокую коррозионную стойкость не только на на до 2000 мм воздухе, но и в воде, в том числе и в морской.

Окончание табл. Для литья под давлением применяют тройные сплавы цинк- ных оптических стекол, пленок, волокон, а также в качестве связующих алюминий-магний и четверные сплавы цинк-алюминий-медь-магний. До- для получения композиционных материалов, лаков, клеев и др.

бавки алюминия, меди и магния повышают прочность и улучшают жид- Полиэтилен, молекула которого состоит из многократно повторяю котекучесть цинка. При литье цинковых сплавов под давлением получают щегося звена [- CH2 - CH2 - ]n, представляет собой продукт полимеризации отливки сложной формы, тонких сечений, с точными размерами, не тре- этилена. Это относительно твердый и упругий материал, без запаха, бе бующими дальнейшей механической обработки. Цинковые сплавы хоро- лый в толстом слое и прозрачный в тонком. Для получения окрашенных шо обрабатываются резанием. полимеров применяют органические красители (минеральные пигменты и Кадмий - мягкий пластичный металл серебристо-белого цвета с низ- спиртовые растворы органических красок). Полиэтилен различается по кой температурой плавления и коррозионной стойкостью, близкой к цин- плотности, которая зависит от технологии получения. Различают поли ку. Покрытия из кадмия обладают высокой коррозионной стойкостью на этилен низкого (ПЭНД), высокого (ПЭВД) и среднего (ПЭСД) давления.

воздухе и в некоторых газовых и жидких средах. По сравнению с цинко- Чем выше давление, при котором получают полиэтилен, тем выше его выми кадмиевые электролитические покрытия более плотные, и для за- плотность, степень кристалличности, прочность, твердость и теплостой щиты стали и других металлов от коррозии требуется в 2 - 3 раза тоньше кость материала. Свойства полиэтилена и других термопластов представ слой кадмия, чем цинка. Кадмий широко применяется для антикоррози- лены в таблице 15.

онных покрытий деталей точных приборов (болтов, пружин и др.), рабо- Полиэтилен легко перерабатывается различными методами, сварива тающих в агрессивных средах. Пары кадмия ядовиты, максимально до- ется при изготовлении изделий сложной конфигурации, устойчив к удар пустимая концентрация кадмия в атмосфере составляет 1мг/м3. Кадмий ным и вибрационным нагрузкам, агрессивным средам и воздействию ра применяется в качестве легирующего элемента в сплавах других метал- диации, обладает высокой морозостойкостью (до -70С). Однако в при лов.

сутствии сильных окислителей (растворы азотной кислоты и перекиси) Цинк и кадмий широко используются в производстве гальванических материалы на основе полиэтилена разрушаются. Полиэтилен также скло элементов и аккумуляторов.

нен к старению при воздействии на него света. Для подавления необрати Глава 2. ПОЛИМЕРЫ И МАТЕРИАЛЫ мых процессов старения полиэтилена в него (как и в другие термопласты) НА ИХ ОСНОВЕ вводят специальные добавки - стабилизаторы: антиоксиданты, антиозона ты, светостабилизаторы, антипирены (для снижения горючести), антиста 2.1. Термопластичные полимеры тики, а также антимикробные компоненты (ртуть, мышьяк, соединения олова и др.) и пластификаторы. Так, введение в полиэтилен в процессе его По отношению к нагреву полимеры подразделяются на термопластич- синтеза и переработки 2...3% сажи и 0,1% аминов позволяет замедлить ные и термореактивные. Термопластичные полимеры при нагревании пе- процесс его старения в 30 раз.

реходят из твердого агрегатного состояния в вязкотекучее, а при охлаж- Полиэтилен применяют для изготовления труб, литых и прессованных дении вновь затвердевают. Это свойство термопластичные полимеры со- несиловых деталей, пленок, изоляции высокочастотных проводов и кабе храняют при многократных нагревах. лей, радиотехнических деталей, а также в качестве защитных покрытий К термопластичным полимерам относятся полиолефины, полиамиды, металлов от коррозии.

поливинилхлорид, фторопласты, полиуретаны. Полипропилен [- CH2 - CH (CH3) - ]n - жесткий нетоксичный полимер, Термопласты имеют невысокую температуру перехода в вязкотекучее допускающий более высокую температуру эксплуатации, чем полиэтилен.

состояние, хорошо перерабатываются литьем под давлением, экструзией Полипропилен негигроскопичен, химически стоек к действию кислот ще и прессованием. Применяются термопласты в качестве диэлектриков лочей, при 80С растворим в ксилоле и толуоле, хорошо формуется в из (изоляторов), химически стойких конструкционных материалов, прозрач- делия и сваривается контактной сваркой. Полипропилен имеет невысокую Фторопласт-4 применяется для изготовления уплотнительных элемен морозостойкость до -10... -20С и склонен к старению при воздействии света. Выпускается в виде гранул и порошков. Полипропилен применяет- тов, мембран, фурнитуры, деталей антифрикционного назначения, а так же, благодаря высоким диэлектрическим свойствам, для изготовления вы ся для антикоррозионной футеровки резервуаров, арматуры, изготовления сокочастотной аппаратуры, коаксиальных кабелей, конденсаторов и др.

деталей электроаппаратуры, волокон и пленок.

Из фторопласта-4 изготавливают очень тонкие изоляционные пленки Поливинилхлорид [- CH2 - CHCl - ]n - аморфный полимер белого или толщиной до 0,005 мм. Для лаковых покрытий применяют фторопласт - светло-желтого цвета, обладает высокими диэлектрическими свойствами, атмосферной и химической стойкостью, стоек к маслам и бензину, него- 42Л.

Политрифторхлорэтилен [ - CF2 - CFCl - ]n (фторопласт-3, фторлон рюч. Непластифицированный поливинилхлорид называется винипластом.

Винипласт имеет высокую механическую прочность и обладает хороши- 3) - полимер стойкий к действию кислот, щелочей, окислителей, раство ми электроизоляционными свойствами, легко формуется, хорошо подда- рителей, диапазон рабочих температур от -195С до +125С. При высокой ется механической обработке, склеивается и сваривается, хрупок при от- температуре растворяется в бензине, толуоле, ксилоле. Перерабатывается литьем под давлением, экструзией и прессованием. Применяют для изго рицательных температурах (рабочий диапазон температур от 0 до 70С).

Винипласт хорошо приклеивается к металлу, древесине, бетону. Лис- товления труб, шлангов, фурнитуры, защитных покрытий, низкочастот ных диэлектриков, пленок, а также для термо- и влагостойких покрытий.

товой винипласт применяется в качестве футеровочного материала, в том Полистирол [ - CH2 - CHC6H5 - ]n - твердый, жесткий, прозрачный по числе и для облицовки гальванических ванн. Из винипласта изготавлива лимер, обладает хорошими диэлектрическими свойствами, химически ют различную фурнитуру - краны, клапаны, задвижки, детали насосов, стоек к кислотам и щелочам, масло- и бензостоек, хорошо склеивается и вентиляторов и др.

Назначение материала указывается в его марке: Т - термостабилизи- окрашивается. Имеет низкую теплостойкость и ударную вязкость. Приме рованный, М,Ж - для изготовления соответственно мягких и жестких ма- няется для изготовления химически стойких сосудов, деталей электротех нического назначения. Полистирол, полученный эмульсионным методом териалов, П - пастообразующий.

(ПСЭ - 1), используется для производства пенопластов.

При введении в поливинилхлорид пластификаторов (дибутилфтолата, Полиизобутилен [- C (CH3) 2 - CH2 - ]n - полимер близкий по эластич трикрезилфосфата) в количестве 1:3 получается пластикат, который обла дает высокой морозостойкостью до Ц70%. Пластикат применяется для из- ности к каучуку, имеет хорошие диэлектрические свойства, стоек к старе готовления изоляции проводов, изоленты, а также для изготовления труб нию, действию кислот, щелочей, окислителей, морозостоек (до -74С).

и различных покрытий. Применяется в смеси с каучуком для изоляции ультравысокочастотных Политетрафторэтилен [-CF2- CF2-]n (фторопласт-4, фторлон-4) яв- кабелей и проводов. В смеси с графитом, тальком, асбестом используют ляется фторопроизводным продуктом этилена и представляет собой мел- как уплотнительный и прокладочный антикоррозионный материал.

кий порошок белого цвета. В вязкотегучее состояние переходит при тем- Полиметилметакрилат (органическое стекло) - прозрачный поли пературе 423С, а при 420С сильно окисляется, поэтому литьем под дав- мер, стойкий к действию разбавленных кислот и щелочей, бензо- и масло лением и экструзией его не перерабатывают. Кроме того, при этих темпе- стоек, обладает оптической прозрачностью до 92%, морозостоек (до ратурах выделяется токсичный фтор. Фторопласт-4 прессуют при темпе- 60С), растворяется в эфирах и кетонах, в органических растворителях, ратуре 360-380С. Материал обладает высокой термостойкостью, стоек к ароматических и хлорированных углеводородах. При температуре действию кислот, щелочей, окислителей, растворителей, негигроскопи 105...+150С пластичен. Перерабатывается литьем под давлением, экстру чен. Разрушается при действии расплавленных щелочных металлов, эле зией, прессованием. Имеет невысокую твердость. Применяется для изго ментарного фтора, набухает во фреонах. Фторопласт-4 имеет очень низ товления светотехнических изделий, оптических линз, радиодеталей.

кий коэффициент трения, сохраняет упругие свойства до -269С.

Полиамиды [ -NH - (CH2) m - CO - ]n (капрон, нейлон, анид и др.) - по- Применяются полиарилаты для изготовления деталей электротехниче лимер, обладающий хорошими механическими свойствами, высокой из- ского назначения;

для нагруженных деталей, работающих в вакууме без носостойкостью. смазки;

для уплотнительных узлов буровой техники и др.

Полиамиды не набухают в масле и бензине, не растворяются во мно- Полиэтилентерефталат [ - CH2CH2OCOC6H4OCO - ]n (лавсан) - по гих растворителях, стойки к ударным нагрузкам и вибрациям, устойчивы лимер, обладающий высокими прочностными свойствами, устойчивый к в тропических условиях. Однако имеют некоторую гигроскопичность, не действию ультрафиолетовых и рентгеновских излучений, негорюч, диапа стойки к растворам минеральных кислот и окислителей, при повышенных зон рабочих температур от -70С до +255С, легко металлизируется алю температурах растворяются в муравьиной и уксусной кислотах, в фено- минием, цинком, оловом и другими металлами, в 10 раз прочнее полиэти лах. Полиамиды выпускаются в виде гранул белого и светло-желтого цве- лена, гигроскопичен, хорошо сваривается ультразвуком и склеивается по та размером 2... 5 мм марок ПА6, ПА12, ПА66, ПА610. Перерабатываются лиэфирным лаком.

литьем под давлением и экструзией. Используются с наполнителями, в Полиэтилентерефталат применяется для теплостойкой изоляции обмо качестве которых применяется стекловолокно до 30% или графит до 10%.

ток трансформаторов, электродвигателей, кабелей, деталей радиоаппара Применяются для изготовления зубчатых колес, звездочек цепных пе- туры, конденсаторов, а также в качестве основы магнитофонных лент и редач, колес центробежных насосов, подшипников скольжения, а также кинопленок.

нанесения защитных покрытий.

Пентапласт [ - OCH2C (CH2Cl) 2CH2 - ]n - полимер, близкий по проч Полиуретаны [ - NH - CO - O - ]n - полимеры, обладающие высокой ностным свойствам к поливинилхлориду, обладает высокой водо- и хими эластичностью, морозостойкостью (до -70С), износостойкостью, устой- ческой стойкостью, удовлетворительными электроизоляционными свой чивы к действию разбавленных органических и минеральных кислот и ствами, перерабатывается литьем под давлением и экструзией, пневмо масел. Перерабатываются литьем под давлением, экструзией и прессова- формованием, хорошо склеивается и сваривается, применяется для изго нием. Применяются для изготовления труб, шлангов, уплотнителей, при- товления емкостей, труб деталей насосов и защитных покрытий.

готовления клеев для склеивания металлов, стекла, керамики. Полиамиды, полиимиды - полимеры, обладающие высокими механи Поликарбонаты [ - OROCOOR - ]n (дифлон) - полимеры, обладающие ческими свойствами, химической стойкостью, износостойкостью и уста высокими механическими свойствами, атмосферо- и термостойки, диапа- лостной прочностью, хорошие диэлектрики, диапазон рабочих температур зон рабочих температур от -135 до +140С, стойки к воздействию разбав- от -200 до +300С.

ленных кислот, щелочей, растворов солей, масло- и бензостойки. Перера- Применяются эти полимеры для изготовления деталей машин, зубча батываются литьем под давлением и экструзией. Применяются для изго- тых колес, подшипников, электротехнических деталей, а также как свя товления шестерен, подшипников, деталей машин и аппаратов, деталей зующие для получения композиционных материалов.

криогенной техники. Полибензимидазолы - полимеры, обладающие высокими механиче Полиарелаты [ - OCRCORO - ]n - полимеры, имеющие высокие меха- скими и диэлектрическими свойствами, термостойкостью и огнестойко нические свойства, термостойки, диапазон температур от -100 до +170С, стью, термостойкость может составлять от 300 до 600С. Полибензимида устойчивы к действию многих химических реагентов и ультрафиолетово- золы применяются для получения пленок, волокон, тканей, используемых го излучения, хорошо растворяются в хлороформе, трикрезоле, метилен- для изготовления летних и специальных костюмов, привязных авиарем хлориде, наполненные твердыми смазками (графитом, дисульфидом мо- ней, при использовании в качестве связующего стеклопластиков, для из либдена и др.) обладают хорошими антифрикционными свойствами. Вы- готовления теплозащитных материалов и деталей авиа- и ракетной техни пускаются в виде гранул, перерабатываются литьем под давлением. ки.

2.2. Термореактивные полимеры нические кислоты, кетоны и углеводороды, стойки к воздействию радио Фенолоформальдегидные смолы представляют собой продукты поли- активного излучения.

конденсации фенолов с формальдегидом. Выпускаются смолы резольного Кремнийорганические полимеры отличаются высокой термостойко и новолачного типа. Резольные смолы отверждаются путем нагревания, стью, стойкостью к воздействию агрессивных сред, хорошими диэлектри новолачные - при нагреве с отвердителем (уротропином, 6...14% массы ческими свойствами, однако обладают высокой адгезией. Для повышения смолы). Фенолоформальдегидные смолы обладают высокими атмосферо- адгезионных свойств их модифицируют эпоксидными, фенольными и по и термостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, стой- лиэфирными смолами. Наиболее широкое применение для производства ки к действию большинства кислот, за исключением концентрированной композиционных материалов, лаков, эмалей и клеев из кремнийорганиче серной кислоты и кислот-окислителей (азотной, хромовой). Неотвер- ских полимеров получили полиорганосилоксаны.

жденные смолы растворимы в фенолах и растворах едких щелочей, а так- Механические свойства ряда отвержденных термореактивных смол и же в органических растворителях. кремнийорганических полимеров приведены в табл. 16.

Таблица Эпоксидные смолы - олигомеры или мономеры, содержащие в молекуле не менее двух эпоксидных Свойства отвержденных термореактивных смол \ / CH2 - CH2 - CH C - C \ / групп, способные превра или глицедиловых - Тип смолы Марка Плот- Временное Относи- Модуль / \ / \ O ность, сопротив- тельное упругости O кг/м3 удлинение при рас ление в, щаться в полимеры пространственного строения. Отверждаются смолы при разры- тяжении, МПа посредством отвердителей, в качестве которых могут использоваться мо ве, % ГПа номерные, олигомерные и полимерные соединения различных классов.

Феноло- Бакелит А 1200 42 2,0 2, Для холодного отверждения эпоксидных смол применяют в качестве формальде- ВФТ 1200 50 3,4 2, отвердителей алифатические полиамины (полиэтиленполиамин, гексаме гидная ФН 1250 51 1,6 3, тилендиамин, 5...15% массы смолы). Длительность отверждения 24 ч Эпоксифе- ЭФ32-301 1200 37 1,5 2, (степень отверждения до 70%). Для повышения степени отверждения же нольная Полиэфир- ПН - 1 1100 42 5,0 2, лательна термообработка при температуре 60...120С в течение 12...2 ч.

ная Применяются для отверждения также олигоаминоамиды, но в количестве Кремний- К - 9 1210 11 0,6 1, 50...100% массы смолы.

органиче- К - 93 1210 21 1,0 2, Для горячего отверждения применяют ароматические ди- и полиами ская ны (15...50% массы смолы). Отверждение проводят при температуре 100...180С в течение 16...4 ч. Прочность, химическая стойкость и тепло 2.3. Композиционные материалы стойкость эпоксидных компаундов при горячем отверждении выше, чем с волокнистыми наполнителями при холодном. Используют в качестве отвердителей также ангидриды ди карбоновых кислот и синтетические смолы (фенолоформальдегидные, Композиционные материалы (композиты) представляют собой гетеро мочевино- и метиламино-формальдегидные и др.).

фазные системы, состоящие из двух и более разнородных компонентов.

Эпоксидные смолы обладают высокой адгезией к металлам, стеклу, Компонент, непрерывный по всему объему материала, обеспечивающий керамике и другим материалам. Отвержденные смолы имеют хорошие ди его монолитность, называется матрицей, или связующим. Компоненты, электрические свойства, высокую химическую стойкость, исключая орга распределенные в матрице, называются наполнителями. В качестве мат рицы могут применяться материалы на полимерной (органической и не- смолой с последующим вальцеванием смеси, используют для изготовле органической), металлической и керамической основе. Характер взаимо- ния кислотоупорных труб, емкостей.

действия между материалами матрицы и наполнителя может быть инерт- Стекловолокниты представляют собой пластмассы, содержащие в ка ным и активным (между материалами возникает химическая связь и эф- честве наполнителя стекловолокна. Применяются стекловолокна диамет фективное адгезионное взаимодействие). ром 5...20 мкм высокопрочные с временным сопротивлением 600... В зависимости от вида и структуры наполнителя композиты делятся на МПа и высокомодульные (ВМ-1, ВМП, М-11), имеющие предел прочно дисперсно-упрочненные, упрочненные волокнами, слоистые и газонапол- сти в до 3900...4700 МПа и модуль упругости при растяжении до ненные.

110 ГПа. Используют волокна, нити, жгуты разной длины, что во многом В качестве волокнистых наполнителей используются хлопковые очесы определяет ударную вязкость стекловолокнита. Чем тоньше волокно, тем (волокниты), кордовые нити (кордоволокниты), асбестовое волокно (ас- меньше его дефектность и выше прочность.

боволокниты), стекловолокно (стекловолокниты).

Механические свойства стекловолокнитов зависят от состава, количе Волокниты - пластмассы на основе хлопковых очесов, пропитанных ства и длины стекловолокна, типа связующего, физико-химических про фенолоформальдегидной смолой. Материалы обладают повышенной, по цессов, протекающих на границе раздела стекловолокно-связующее, ме сравнению с пресс-порошками, ударной вязкостью (до 10 кДж/м2), однако тода переработки. Например, замена стекловолокна из стекла Е на волок имеют значительно меньшую текучесть, что не позволяет получать тонко- но из стекла S (табл. 17) в эпоксидном связующем позволяет повысить стенные детали. Волокниты имеют низкие диэлектрические свойства и прочность композита на 40%.

неустойчивы к тропическому климату, обладают анизотропией свойств.

Таблица Применяются они для изготовления изделий общетехнического назначе ния с повышенной стойкостью к вибрациям и ударным нагрузкам, рабо Физико-механические свойства стекловолокон тающих на изгиб и кручение, например, шкивов ременных передач, флан цев, рукояток, крышек и др.

Свойство Тип волокна Асбоволокниты - композиты, содержащие волокнистый минерал - ас Е С А S бест, расщепляющийся на тонкие волокна диаметром до 0,5 мкм. В каче Плотность, 103 кг/м3 2,53 2,46 2,46 2, стве связующего используются фенолоформальдегидные и кремнийорга Временное сопротивление, нические смолы. Они обладают высокой ударной вязкостью и теплостой МПа 3700 3100 3100 костью до 200С, устойчивы к кислым средам, имеют хорошие фрикци Модуль упругости при онные свойства. Применяются в основном в качестве материалов для тор 77 74 74 25С, ГПа мозных устройств (тормозные колодки, накладки, диски сцепления). Удельное электрическое 1013 - 108 - Асбоволокниты на фенолоформальдегидной основе используются для сопротивление, Омм производства высокопрочных теплостойких деталей электротехнического Примечание: Е - бесщелочное алюмосиликатное с хорошими диэлектриче назначения (электрические панели, высоко- и низковольтные коллекто скими свойствами и теплостойкостью;

С - с повышенной химической стойко ры), а на основе кремнийорганических полимеров - для деталей, длитель стью;

S - теплостойкое, высокопрочное;

А - известково-натриевое или щелоч но работающих при температуре до 200С (материал К-41-5), и дугогася ное.

щих камер контакторов большой мощности, клеммных колодок С целью улучшения смачиваемости стекловолокна связующим, сни (КМК-218). Последние материалы тропикоустойчивы. Фаолит - асбово жения напряжений, возникающих на границе раздела, увеличения адгезии локнит, полученный пропиткой асбоволокон фенолоформальдегидной между волокном и связующим применяют обработку волокон соедине ниями, содержащими различные реакционноспособные группы (виниль ные, метакрильные, фенильные, амино- и иминогруппы и др.). Уменьше- нийорганических смол эксплуатируются до температуры 400С, а с ис нию напряжений в пограничном с волокном слое связующего, снижению пользованием кварцевого или кремнеземного волокна кратковременно и усадки и пористости, повышению теплостойкости способствует введение при более высоких температурах. Для деталей теплозащитного назначе в связующее порошкообразных наполнителей, в частности порошка от- ния применяют стекловолокниты на основе кремнеземного волокна и фе вержденного связующего.

нолоформальдегидных смол.

Стекловолокниты подразделяют на спутанно-волокнистые, гранулиро На основе стеклянных матов и непредельных полиэфирных смол по ванные и мелкодисперсные пресс-массы.

лучают препреги, которые используют для изготовления крупногабарит Спутанно-волокнистые стекловолокниты получают путем пропитки ных деталей (кузова, лодки, корпусные детали приборов и т.п.). Примене отрезков волокон длиной 40...70 мм с последующей распушкой и сушкой ние ориентированных волокон позволяет получать стекловолокниты с по для удаления растворителя (например, АГ-4В). Недостатком этих мате- вышенными механическими свойствами. Например, ориентированный риалов является неравномерность распределения связующего, больший стекловолокнит АГ-4С имеет предел прочности в = 200...400 МПа, удар разброс механических свойств и меньшая текучесть по сравнению с дру ную вязкость КСU=100 кДж/м2, в то время как АГ-4В на основе путанно гими стекловолокнитами.

го волокна в = 80 МПа, КСU = 25 кДж/м2.

Гранулированные стекловолокниты получают путем пропитки некру Органоволокниты представляют собой композиционные материалы на ченных стеклонитей и стекложгутов с последующей сушкой и резкой на основе полимерных связующих, в которых наполнителем служат волокна гранулы длиной 5, 10, 20 и 30 мм. Диаметр гранул 0,5...8 мм. Материал органических полимеров (полиамидные, лавсан, нитрон, винол и др.). Для обладает хорошими сыпучестью и текучестью, большей стабильностью армирования используются также жгуты, ткани и маты из этих волокон. В механических свойств. К этой категории материалов относятся дозирую качестве связующих применяют термореактивные смолы (эпоксидные, щиеся стекловолокниты ДСВ.

фенолоформальдегидные, полиимидные и др.).

Мелкодисперсные стекловолокнистые пресс-массы изготавливают пу Использование полимерных связующих и наполнителей с близкими тем смешивания измельченных стекловолокон длиной до 1,5 мм со свя теплофизическими характеристиками, а также способных к диффузии и зующим с последующим гранулированием (гранулы размером 3...6 мм).

химическому взаимодействию между ними, обеспечивают композитам Выпускается также стеклокрошка с гранулами длиной до 10...50 мм из стабильность механических свойств, высокие удельную прочность и пропитанных отходов стеклоткани.

ударную вязкость, химическую стойкость, стойкость к термоудару, тро Стекловолокнит, гранулированный с гранулами размером до 6 мм, пе пической атмосфере, истиранию. Допускаемая температура эксплуатации рерабатывается литьевым прессованием. Мелкодисперсные стекловолок большинства органоволокнитов 100...150С, а на основе полиимидного ниты можно перерабатывать литьем под давлением, а при изготовлении связующего и термостойких волокон - до 200...300С. К недостаткам этих изделий с металлической арматурой - литьевым прессованием. Стеклово материалов следует отнести невысокую прочность при сжатии и ползу локнит с длиной гранул размером 10 мм перерабатывается литьевым и честь.

прямым прессованием, а при длине гранул длиной 20 и 30 мм - только Для получения высокопрочных композитов применяют волокна на ос прямым прессованием.

нове ароматических полиамидов (арамидные волокна СВМ, терлон, кев Из стеклопластиков изготавливают корпусные детали, элементы щит лар), обладающие высокими механическими свойствами, термостабиль ков, изоляторов, штепсельных разъемов, обтекателей антенн и т.д. Изде ностью в широком диапазоне температур, хорошими диэлектрическими и лия, эксплуатируемые при температурах от -60 до +200С, изготавливают усталостными свойствами. По удельной прочности эти волокна уступают на основе анилино-фенолоформальдегидных смол и бесщелочного алю лишь борным и углеродным.

моборосиликатного стекловолокна, а для температурного диапазона - Бороволокниты - композиционные материалы на полимерной матри 60...100С на основе эпоксидных смол. Стекловолокниты на основе крем це, наполненные борными волокнами. Они обладают хорошими механи ческими свойствами, низкой ползучестью, высокими тепло- и электро- Применяются карбоволокниты для изготовления конструкционных де проводностью, стойкостью к органическим растворителям, горюче- талей авиационной и космической техники, антенн, автомобилей, судов, смазочным материалам, радиоактивному излучению, циклическим знако- спортивного инвентаря. Основные свойства волокнитов представлены в переменным нагрузкам. таблице 18.

Борные волокна получают путем химического осаждения бора из главной смеси ВСl3+Н2 на вольфрамовую нить при температуре близкой к 1130С. Для повышения жаростойкости волокна покрывают карбидом кремния, также осаждаемым из парогазовой фазы в среде аргона и водо рода. Такие волокна называют борсиком. В качестве связующих для боро волокнитов используют модифицированные эпоксидные смолы и поли амиды. Бороволокниты КМБ-3, КМБ-3к обеспечивают работоспособность изделий при температурах до 100С, КМБ-1 и КМБ-1к до 200С, а КМБ 2к до 300С. С целью повышения технологичности переработки исполь зуют композиты, содержащие смесь борного волокна со стекловолокном.

Бороволокниты применяются в авиационной и космической технике для изготовления различных профилей, панелей, деталей компрессоров и др.

Карбоволокниты (углепластики) - композиционные материалы на ос нове полимерного связующего и углеродных волокон. Углеродные волок на отличаются высокой теплостойкостью, удельной прочностью, химиче ской и атмосферостойкостью, низким коэффициентом термического ли нейного расширения.

Применяют волокна двух типов: карбонизованные и графитирован ные. В качестве исходного материала используют вискозные или полиак рилонитрильные (ПАН) волокна, каменные и нефтяные пеки, которые подвергаются специальной термообработке. В процессе высокотемпера турной обработки в безокислительной среде происходит переход от орга нических волокон к углеродным. Карбонизация проводится при темпера туре 900...2000С, а графитизация - при температурах до 3000С. Угле родные волокна по механическим свойствам подразделяются на высоко модульные и высокопрочные. В качестве связующих используют термо реактивные полимеры: эпоксидные, фенолоформальдегидные смолы, по лиамиды и др., а также углеродные матрицы.

Карбоволокниты обладают хорошими механическими свойствами, статической и динамической выносливостью, водо- и химической стойко стью, стойкостью к рентгеновским излучениям, более высокой, чем у стеклопластиков, теплопроводностью.

нове полами- поливинилового люлозная, свя 2.4. Композиционные материалы Свойство да, связующее спирта, связую- зующее - фе со слоистыми наполнителями - полиимид щее - феноло- нолформаль формальдегидная дегидная Слоистые композиционные материалы имеют листовые наполнители смола смола (ткани, бумагу, шпон и т.д.), пропитанные и скрепленные между собой Плотность, полимерным связующим. Эти материалы обладают анизотропией свойств 103 кг/м3 1,30 1,20...1,25 1,25...1, - имеют высокую прочность при растяжении вдоль слоев армирующего Временное сопро- наполнителя и низкую в перпендикулярном направлении. Этот недостаток тивление, МПа 155 70 70... отсутствует у объемно-тканых или трехмерно-армированных материалов.

Предел прочности В качестве волокнистых армирующих элементов используют ткани на при изгибе, МПа 170 135 80... Ударная вязкость, основе высокопрочных волокон различной природы: хлопчатобумажные, кДж/м2 19 16 стеклоасботкани, органоткани, углеткани, органостеклоткани, бороорга Электрическая ностеклоткани. Ткани различаются между собой по соотношению волокон прочность, кВ/мм 25...30 - в основе и утке, по типу переплетения, что сказывается на их механиче Диэлектрическая ских свойствах. Выпускаются слоистые композиты в виде листов, труб, проницаемость заготовок.

при частоте Гетинакс - пластик на основе модифицированных фенольных, амино 1 МГц 2,8 - 6, формальдегидных и карбамидных смол и различных сортов бумаги. По Тангенс угла ди- назначению гетинакс подразделяется на декоративный и электротехниче- электрических ский. Декоративный гетинакс стоек к воздействию химикатов, пищевых потерь при часто- те 1 МГц 0,015 - 0,05...0, продуктов, растворителей, может иметь любой цвет и рисунок. Применя ется он для облицовки технической и бытовой мебели, внутренней обли Органогетинакс изготавливают на основе бумаги из синтетических во цовки салонов самолетов, кают судов, железнодорожных вагонов и т.д.

локон, чаще всего из ароматических полиамидов и поливинилового спир Электротехнический гетинакс используется для изготовления панелей, та. В качестве связующих применяют полиимиды, фенолоформальдегид приборных щитков и других целей. Для печатных радиотехнических из ные, эпоксидные и другие смолы. По сравнению с гетинаксами они имеют делий применяют гетинакс фольгированный (ГФ). В качестве фольги ис более высокую стойкость в агрессивных средах и стабильность механиче пользуется тонкий слой меди. Выпускается гетинакс, фольгированный с ских и диэлектрических свойств при повышенных температурах.

одной (ГФ-1) и с двух сторон (ГФ-2), нормальной и повышенной прочно Текстолит - слоистый пластик на основе полимерных связующих и сти и нагревостойкости, на что в марке указывает буква Н или П, стоящая хлопчатобумажных тканей. Материал обладает высокими механическими после цифры, например ГФ-1П.

свойствами, стойкостью к вибрациям. В зависимости от основного назна Основные свойства гетинаксов приведены в таблице 19.

чения текстолиты подразделяются на конструкционные, электротехниче Таблица ские, графитированные, гибкие прокладочные.

Конструкционный текстолит марок ПТК, ПТ, ПТМ используется для Свойства гетинаксов изготовления зубчатых колес, подшипников скольжения, работающих при температурах в зоне трения не выше 90С, в прокатных станах, турбинах, Органогетинакс Гетинакс насосах и др. Выпускается в виде листов толщиной от 0,5 до 8 мм и плит Бумага на ос- Бумага на основе Бумага цел толщиной от 8 до 13 мм. Диэлектическая прочность в трансформаторном ление, тии тическом тенсу, С МПа изгибе масле до 8 кВ/мм.

Фенолофор- Электротехнический текстолит используется в качестве электроизоля мальдегидная ционного материала в средах с рабочей температурой от -65 до +165С и смола 1,40...1,80 40...150 140...150 70...245 200... влажностью до 65%. Выпускается он в виде листов толщиной от 0,5 до Меламино- мм марок А, Б, Г, ВЧ. Марка А - с повышенными электротехническими формальде- свойствами для работы в трансформаторном масле и на воздухе при про гидная смола 1,75...1,85 45...85 190...350 115...170 100... мышленной частоте 50 Гц. Марка Б - с повышенными электротехниче Кремнийорга- скими свойствами для работы на воздухе при частоте 50 Гц. Марка Г - по ническая смо- свойствам и области использования аналогична марке А, но с расширен- ла 1,70...1,80 40...80 230...250 80...90 250... ными допусками по короблению и толщине. Марка ВЧ - для работы на воздухе при высоких частотах (до 106 Гц). Стеклотекстолиты изготавливают на основе стеклотканей и различных Графитированный текстолит применяется для изготовления подшип- полимерных связующих (табл. 21). На фенолоформальдегидных смолах ников прокатного оборудования и выпускается в виде листов толщиной (КАСТ, КАСТ-В, КАСТ-Р) они более теплостойки, чем текстолит ПТК, но 1...50 мм, длиной до 1400 мм и шириной до 100 мм. хуже по вибростойкости. На кремнийорганических смолах (СТК, СК-9Ф, Гибкий прокладочный текстолит используют для производства уплот- СК-9А) имеют высокую тепло- и морозостойкость, обладают высокой хи няющих и изолирующих прокладок в узлах машин, подвергаемых воздей- мической стойкостью, не вызывают коррозии контактирующего с ним ме ствию масел, керосина, бензина. Выпускают в виде листов толщиной талла. Применяют стеклотекстолиты в основном для крупногабаритных 0,2...3,0 мм. изделий радиотехнического назначения, а также изготовления стеклотек В асботекстолитах (табл. 20) и асбогетинаксах в качестве наполните- столита фольгированного марок СФ-1, СФ-2 при производстве печатных лей содержится соответственно асботкань или асбобумага (до 60%), а в плат.

качестве связующего - фенолоформальдегидные и меламиноформальде- Таблица гидные смолы, кремнийорганические полимеры, которые определяют до пускаемую температуру эксплуатации. Материалы на меламиноформаль Свойства стеклотекстолитов дегидной основе допускают работу изделий при температурах до 200С, на фенолоформальдегидной до 250С и на кремнийорганической до 300С Плот- Времен- Предел прочности, Ударная при длительной эксплуатации. Кратковременно температура может дос Связующее ность, ное со- МПа вяз- тигать 3000С. Применяют асботекстолиты в основном для изготовления 103 кг/м3 против- при ста- при сжа- кость, тормозных колодок, тормозных накладок, в качестве теплоизоляционного ление, тическом тии кДж/м и теплозащитного материалов.

МПа изгибе Фенолофор- Таблица мальдегидная смола 1,5...1,8 300...500 200...600 100...300 50... Свойства асботекстолитов Эпоксидная смола 1,6...1,9 400...600 400...800 200...400 100... Плот- Времен- Предел прочности Тепло- Полиэфирная Связующее ность, ное со- вдоль основы, МПа стойкость смола 1,4...1,7 140...450 150...500 100...300 70... 103 кг/м3 против- при сжа- при ста- по Мар- Кремнийорга ническая смо- рикат загружают в пресс-форму и нагревают до температуры 100...110С, ла 1,6...1,9 150...350 150...500 100...350 35... пока не заполнится вся форма. Плотность полученного материала Полиимиды 1,7...1,9 300...500 350...680 300...500 100... 10...30 кг/м3, поры закрытые, 98% объема составляет воздух. Пенополи стирол радиопрозрачен. По такой технологии могут заполняться различ Высокой ударной вязкостью КСU до 600 кДж/м2, временным сопро ные полости между металлическими, угле- или стеклопластиковыми обо тивлением до 1000 МПа обладают стекловолокнистые анизотропные ма лочками с целью звуко- и теплоизоляции, увеличения плавучести и т.д.

териалы, армированные стеклошпоном (СВАМ). По удельной жесткости Недостатками материала являются растворимость в бензине, бензоле и эти материалы не уступают металлам, а по удельной прочности в 2-3 раза горючесть.

превосходят их.

Пенополивинилхлорид не поддерживает горения, но обладает более низкими диэлектрическими свойствами по сравнению с пенополистиро 2.5. Композиционные материалы лом. Применяется он в основном в качестве легкого заполнителя для теп с газообразными наполнителями ло- и звукоизоляции.

Пенополиуретановые материалы получают из жидких компонентов - Газонаполненные материалы представляют собой структуру, состоя смеси полиспиртов и диизоцианатов. В зависимости от технологии можно щую из твердой и газообразной фаз. Их подразделяют на две группы: пе получить мягкие, полужесткие и жесткие материалы с более высокой, чем нопласты и поропласты. Пенопласты имеют ячеистую структуру, поры у полистирольных пенопластов, термостойкостью.

которой изолированы друг от друга полимерной прослойкой. Поропласты Пенопласты на основе термореактивных смол допускают более высо имеют открытопористую систему и присутствующие в них газообразные кие температуры эксплуатации, но они более хрупки. Поэтому в терморе или жидкие продукты сообщаются друг с другом и окружающей средой.

активные смолы необходимо вводить пластификаторы или совмещать их Пенопласты получают на основе термопластичных полимеров (поли с каучуками либо термопластичными смолами. Пенопласты на основе фе стирола, поливинилхлорида, полиуретана) и термореактивных смол (фе нолоформальдегидных и фенолокаучуковых смол допускают работу при нолоформальдегидных, фенилокаучуковых, кремнийорганических, эпок температурах до 120...150С, а на основе полисилоксановых смол - до сидных, карбамидных). Для получения пористой структуры в большинст 300С.

ве случаев в полимерное связующее вводят газообразующие компоненты, Самовспенивающиеся пенопласты применяются для заполнения труд называемые порофорами (углекислый газ, азот, воздух и инертные газы).

нодоступных мест и полостей сложной конфигурации.

Однако имеются и самовспенивающиеся материалы, например пено Пенопласты используют для тепло- и звукоизоляции кабин, теплоизо полиэфироуретановые, пенополиэпоксидные. Пенопласты на основе тер ляции рефрижераторов, труб, приборов и так далее, для повышения пла мопластичных смол более технологичны и эластичны, однако темпера вучести, удельной прочности, жесткости и вибростойкости силовых эле турный диапазон их эксплуатации от -60 до +60С.

ментов конструкций. Объемная плотность пенопластов находится в пре Пенопласты на основе полистирола изготавливаются в виде гладких делах от 10 до 300 кг/м3, теплопроводность - от 0,002 до 0,06 Вт/(мК).

или профилированных пластин, полуоболочек или профильных изделий.

Свойства некоторых газонаполненных материалов на основе пласт Широкое применение они получили в качестве диэлектриков и упаковоч масс приведены в табл. 22.

ных материалов при транспортировке различных стеклянных и других хрупких изделий. Такой пенопласт получают путем введения в полисти Таблица рол порообразователя и нагревом массы до температуры 90...105С. При этом объем первоначальных гранул увеличивается в 20-80 раз. После вы Физико-механические свойства газонаполненных пластмасс держки, необходимой для выравнивания давления, полученный полуфаб Полимерная Марка Плот- Предел Коэффи- Рабочий толщину стенок 1,5...3,0% от диаметра. Полые сферические наполнители основа ность, прочно- циент те- диапазон могут быть полимерными, стеклянными, керамическими и металлически кг/м3 сти при плопро- темпера ми. Чаще применяются сферы из фенолоформальдегидной смолы и стек сжатии, водности, тур, С ла.

МПа 10- В качестве связующих для получения пластмасс такого типа могут ис Полистирол ПС-1 100...200 1,0...2,7 3,9...5,4 -60...+ пользоваться любые полимеры, но в большинстве случаев применяют Поливинил- ПХВ-1 60...130 0,2...1,0 2,6...4,4 То же эпоксидные и полиэфирные смолы. В зависимости от соотношения полого хлорид ПХВ-2 130...220 0,8...1,5 5,2...5,6 То же наполнителя и связующего получают литьевые композиции и прессовоч Окончание табл. ные пасты (табл. 23).

Изделия из литьевых композиций изготавливают путем заливки их в Полимерная Марка Плот- Предел Коэффи- Рабочий формы или нанесения на поверхность оснастки с последующим отвер основа ность, прочно- циент те- диапазон ждением. Из прессовочных паст можно получать изделия в пресс-формах кг/м3 сти при плопро- темпера сжатии, водности, под давлением 0,5...1,5 МПа или без давления, уплотняя шпателем.

тур, С МПа 10- Приведенные в таблице 23 материалы атмосферостойкости устойчивы Полиуретан ПУ-101Т 200...250 3,3...3,4 4,0...4,8 -60...+ к маслам, топливам и другим нефтепродуктам, не поражаются микроор ППУ-304Н 30...50 0,2...0,5 2,3...3,5 -60...+ ганизмами, устойчивы к морскому туману, обладают хорошей адгезией к Фенилокау- ФК-20 50...200 0,2...3,0 4,2...6,2 -60...+ металлам и стеклопластикам. Пластмассы с полыми наполнителями ис чук ФК-20-А-20 140...200 0,8...2,3 6,5...7,5 -60...+ пользуются при изготовлении различных плавучих средств, сэндвич Полисилок- конструкций, теплозвукоизоляции.

сан К-20 250...300 1,4...1,9 4,8...5,1 -60...+ Эпоксидная ПЭ-2 100...300 0,7...5,0 3,0...0,7 -60...+ 2.6. Металлополимерные каркасные материалы смола ПЭ-7 20...50 0,1...0,2 3,0...3,5 -60...+ Металлополимерные каркасные материалы (МПК) представляют со Поропласты получают в основном путем механического вспенивания бой композиционные материалы, в которых несущей основой является композиций, например сжатым воздухом или с использованием специаль трехмерная металлическая сетка или один лист (или несколько) конструк ных пенообразователей. При затвердевании вспененной массы раствори ционной стали, а межкаркасные полости заполнены полимерной компо тель, удаляясь в процессе сушки и отверждения из стенок ячеек, разруша зицией, содержащей различные функциональные компоненты. Так, в су ет их. Сквозные поры можно получить, наполнив композиции водорас достроении и судоремонте широко используются трехслойные каркасные творимыми веществами. После прессования и отверждения изделия его материалы (рис. 3), содержащие два металлических листа, между которы погружают в нагретую воду, в которой вымываются растворимые вещест ми размещается один или несколько слоев стеклоткани, пропитанных ва.

термореактивным полимером. Наилучшими адгезионными свойствами Поропласты применяют для изготовления амортизаторов, мягких си обладают клеи на основе многокомпонентных полимеров типа Спрут, дений, губок, фильтров, в качестве вибродемпфирующих и звукоизоляци ВАК, Адгезив и др.

онных прокладок в вентиляционных установках, глушителях, прокладок в касках и шлемах и т.д. Плотность их составляет 25...500 кг/м3.

Пластмассы, наполненные полыми частицами сферической формы, отличаются от пенопластов, описанных выше, тем, что вместо газовых включений они содержат микросферы диаметром 20...70 мкм, имеющие Для изготовления подшипников большого диаметра и вкладышей са мосмазывающиеся материалы МПК припекают к металлической основе (ленте). Такие подшипники работают без смазки при температурах до 280С, давлении до 300 МПа и имеют высокую износостойкость пар тре ния при низком коэффициенте трения, что позволяет иметь скорости скольжения до 5...10 м/с.

Зачастую в материалы МПК вводят углеграфитовые и металлизиро ванные углеграфитовые ткани, пропитанные полимерными связующими с Рис. 3. Трехслойный каркасный материал:

твердыми смазками.

1 - металл;

2 - стеклопластик В машиностроении нашли применение металлополимерные самосма Глава 3. РЕЗИНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ зывающиеся материалы на основе металлокерамического каркаса и поли мерных связующих, содержащих сухие смазки (графит, дисульфид мо 3.1. Натуральный и синтетический каучук либдена, йодистый кадмий и др.) (рис. 4), несущей основой является трехмерная металлическая сетка.

Основой всякой резины является натуральный каучук (НК) или синте тический (СК), который обеспечивает пластичность исходной резиновой смеси (сырой резины) и во многом определяет основные физико механические свойства резинового материала.

Натуральный каучук представляет собой продукт коагуляции млеч ного сока (латекса) бразильской гевеи. По химическому строению НК яв ляется продуктом полимеризации изопрена регулярной структуры с моле кулярной массой от 70000 до 2500000. Плотность НК 910...920 кг/м3. С помощью специальных агентов можно перевести каучук в термостабиль а б ное состояние.

Натуральный каучук характеризуется высокой морозостойкостью (до Рис. 4. Структура металлополимерного каркасного 60С), высоким сопротивлением истиранию, газо- и водонепроницаемо материала (а) и материала МПК (б) :

1 - частицы металла;

2 - полимер;

стью, хорошими диэлектрическими свойствами и высокой эластичностью.

3 - твердая смазка;

4 - пиролитический графит Синтетический каучук (СК) представляет собой продукт полимери зации однородных или разнородных мономеров углеводородного, нит Для получения металлокерамического каркаса используют порошки рильного, сульфидного, силоксанового и других типов. Молекулы синте оловянистой бронзы, нержавеющей стали, стеклокерамику. Межкаркас- тических каучуков отличаются большей степенью разветвленности и, бла ные полости заполняют фторопластом-4 в смеси со свинцом. Материал годаря сочетанию различных звеньев, большим разнообразием свойств.

МПК используется для изготовления подшипников скольжения, сепара Основными типами синтетических каучуков, имеющих промышлен торов подшипников качения, поршневых колец и др. Самосмазывающие- ное значение, являются бутадиеновые, бутадиен-стирольные, изопрено ся материалы МПК работают до температуры 250С и имеют коэффици- вые, относящиеся к каучукам общего назначения, а также хлоропреновые, ент трения 0,05...0,12. бутадиен-нитрильные, бутилкаучуки, этиленпропиленовые, уретановые, силоксановые, фторкаучуки, полисульфидные (тиоколы) и другие, отно- носится к некристаллизующимся каучукам. Свойства вулканизатов зави сящиеся к каучукам специального назначения. сят от количества нитрильных групп. С увеличением количества нитриль Бутадиеновый каучук (СКБ) получают путем полимеризации бута- ных групп повышаются стойкость к действию масел и бензина, тепло диена в присутствии катализатора - металлического натрия. Он имеет не- стойкость, однако снижается эластичность и ухудшается морозостой высокую прочность и морозостойкость до -45С. Применяется в произ- кость. Например, морозостойкость СКН-18 составляет до -60С, а СКН- водстве прокладок, ковриков, различных уплотнителей, эбонитовых изде- до -28С. Повышенной масло-бензостойкостью, тепло- и радиационной лий, диэлектрических резин. В настоящее время заменяется в основном стойкостью и более высоким сопротивлением раздиру обладает каучук бутадиен-стирольными и другими каучуками. СКН-50СМ. Каучук СКН применяют для получения транспортерных Бутадиен-стирольные (СКС) и бутадиен--метилстирольные кау- лент, уплотнительных прокладок, манжет и т.п.

Бутилкаучуки (БК) представляют собой кристаллизующиеся каучуки чуки (СКМС) - продукты совместной полимеризации бутадиена со стиро лом и бутадиена с метилстиролом - имеют высокое сопротивление исти- с линейной структурой, получают их путем совместной полимеризации ранию. По морозостойкости они несколько уступают натуральному кау- изобутилена с 0,6...3% изопрена. Они имеют высокую химическую стой кость, газо- и влагонепроницаемость, стойки к тепловому и атмосферному чуку. Более морозостойки каучуки с пониженным содержанием стирола или метилстирола, например СКС-10, СКМС-10, СКС-10-1. Однако боль- старению, к действию озона, кислот и щелочей. Бутилкаучуки применяют шей прочностью отличаются каучуки, содержащие больше стирола, на- для изготовления резинотехнических изделий, от которых требуется по вышенная тепло-, паро-, озоно- и химическая стойкость.

пример СКС-30, СКС-50.

Этиленпропиленовые каучуки являются некристаллизующимся про Изопреновый каучук (СКИ) - продукт каталитической полимеризации дуктом совместной полимеризации этилена с пропиленом (СКЭП) и с до изопрена. Каучук СКИ-3 по структуре и эластичности наиболее близок к бавкой диенов (СКЭПТ). Они обладают хорошими электроизоляционны натуральному каучуку, но имеет более низкую когезионную прочность.

Выпускают изопреновые каучуки для электроизоляционных резин (СКИ- ми свойствами и износостойкостью, низкой плотностью. Используются в ЗД), вакуумной техники (СКМИ-ЗВ), пищевой промышленности (СКИ- основном для изготовления электроизоляционных изделий, герметиков, транспортерных лент и др.

ЗП). Изопреновые каучуки являются каучуками общего назначения и Уретановые каучуки (СКУ) получают взаимодействием диизоциана применяются в производстве транспортерных лент, амортизаторов, гум тов с простыми (СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ) или сложными (СКУ-8, СКУ-7, мирования аппаратуры и др.

Хлоропреновый каучук (наирит) представляет собой продукт эмуль- СКУ-8П) эфирами. СКУ обладают высокой стойкостью к истиранию, на сионной полимеризации хлоропрена, относящийся к числу стереорегу- буханию в маслах, различных топливах и растворителях, озоно- и свето лярных кристаллизующихся полимеров. Выпускают хлоропреновые кау- стойкостью, радиационной и вибростойкостью. Применяют СКУ для из готовления резинотехнических изделий, от которых требуется высокая чуки, модифицированные серой (наирит СР и КР) и не содержащие серы, износостойкость и стойкость к воздействию различных жидких сред.

с примесью меркаптанов (наирит П и НП). Наириты отличаются высокой Фторкаучуки (СКФ) - продукт сополимеризации ненасыщенных стойкостью к атмосферным воздействиям и масло-бензостойкостью, фторсодержащих углеводородов. СКФ обладают высокой теплостойко стойкостью к спиртам, кетонам, нитросоединениям, соляной и уксусной кислотам, хлористому водороду, хорошо сопротивляются тепловому ста- стью, стойкостью к маслам, топливам, органическим жидкостям, сильным рению, не поддерживают горения после удаления пламени. Наириты ис- окислителям, негорючи. Их применяют в производстве уплотнительных и пользуются для гуммирования химической аппаратуры, изготовления оп- герметизирующих деталей, шлангов, рукавов, изоляции и прочих деталей, эксплуатируемых при температурах до 200С, а кратковременно и до леток кабелей, транспортерных лент и др. Морозостойкость их до -40С.

Бутадиен-нитрильные каучуки. (СКН) являются продуктами совме- 315С.

стной полимеризации бутадиена с нитрилом акриловой кислоты. СКН от Полисульфидные каучуки (тиоколы) - продукты взаимодействия га- В качестве активных наполнителей используют углеродистую сажу, лоидопроизводных углеводородов с соединениями щелочных металлов. диоксид кремния (лбелая сажа), силикаты металлов, некоторые органи Вулканизаты тиокола стойки к действию органических растворителей, ческие продукты (синтетические полимеры, лигнин) и др. Например, вве озона, кислорода, обладают хорошей газонепроницаемостью, однако дение сажи в каучуки СКВ, СКС, СКН увеличивает их временное сопро имеют невысокие механические свойства. Жидкие тиоколы - Т, НВТ, тивление.

НВБ-1, НВБ-2 - применяют для изготовления герметизирующих паст и К инертным наполнителям относятся в основном различные неоргани замазок. ческие продукты природного происхождения: мел, каолин, тальк, регене Силоксановые каучуки представляют собой кремнийорганические по- рат резины и др.

Pages:     | 1 | 2 | 3 |    Книги, научные публикации